Жарым өткөргүч лазерлери: өркүндөтүлгөн спектакль үчүн натыйжалуу муздатуу чечимдери

Компештин сазыгызы, жеңилирээк дизайн, модуляция мүмкүнчүлүгү, модуляция мүмкүнчүлүгү жана массалык өндүрүштүк мүмкүнчүлүктөрү жана массалык өндүрүш жөндөмү, өнөр жай кайра иштетүү, телекоммуникациялар, саламаттыкты сактоо, жашоого жөндөмдүүлүк, жашоом жана аскердик. Жарым өткөргүч лазерлердин чыгарылышы күтүлүүдө, электрдик бийликтин бир кыйла бөлүгү жылуулукка айландырылат. Бул шаймандардын оптикалык мүнөздөмөлөрү, чыгарылыш күчү жана ишенимдүүлүгү өзүлөрүнүн иштөө температурасына тыгыз байланышта, айрыкча, жогорку бийликтин жарым өткөргүч лазерлери үчүн сын-тестинчикке мүнөздүү түрдө байланган.

1. Жарым өткөргүч лазерлердин муздатуу принциптери

Жарым өткөрүүчү лазерлердин негизги муздатуучу лазерлери табигый конвекциялык жылуулукту, микрохалыктар, термоэлектрдик муздатуу, лак муздатуу жана жылуулук түтүгүн камтыйт. Бирден-бир чип жарым өткөргүч глазерлер үчүн табигый конвекциялык жылуулук чөгүп кетиши көбүнчө эң үнөмдүү жана көбүнчө өндүрүштүк жана чогулуштарда жөнөкөйлүгүнө байланыштуу эң үнөмдүү. Демек, жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн жогорку материалдары, адатта, табигый конвекциянын бетинин аянтын көбөйтүү үчүн колдонулат, ошентип жылуулук диссипациясын жогорулатып, чип температурасын төмөндөтөт. Жылуулук транспорттук жолун кыскартуу жана жылуулук диссипациясын тездетүү үчүн, азыраак кабыл алынган, ал эми лазер чипи индиялыктар же алтын-калай жоокер сыяктуу материалдарды колдонуп, лазер чипине илинген чипке туташтырылган.

Жарым өткөрүүчү лазерлердин көпчүлүгү чиптин жигердүү аймагында түзүлөт, андан кийин жоокер, изоляция, интерфейстрация жана интерфейстрация, акыры, кадимки муздатуу аркылуу таркатылган кадимки жылуулук чөгүп кеткен. Жылуулук менен жылуулук сакалоолорун колдонуп, жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн материалдарынан алынган материалдардын натыйжалуулугунун ишин жана ишенимдүүлүктү камсыз кылуу, иш-аракеттердин ишинин иштөө температурасын төмөндөтүүнүн натыйжалуу жолу. Жылуулук раковинаны тандоодо эки негизги факторлорду эске алуу керек:

1. Жылуулукту натыйжалуу жайылтуу үчүн материал жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ болушу керек.
2. Материалдын жылуулук экспансиясынын коэффициенти стресстен арылууга жол бербөө үчүн лазердик чипти дал келиши керек.

2. Жарым өткөргүч лазерлер үчүн жылуулук раковинасы

Идеалдуу жылуулук раковинасы майда жылуулук өткөрүмдүүлүктү айкалыштырышы керек. Мурунку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн жана электрдик касиеттердин эсебинен жез көбүнчө колдонулат. Бирок, жездин жылуулук кеңейтүү коэффициенти термикалык стрессти жарата турган лазер чиптен бир кыйла айырмаланат, ал лазердик спектаклди түзө алат. Жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ болгон өткөөл жылуулук раковинасы жана чипке жакыныраак беттешүү бул маселени азайтууга жардам берет. Бул өткөөл жылуулук чөгүү үчүн жалпы материалдар, бериллий кычкылы, силикон карбид керамикалык, велосипед-жез эритмелери, кремний карбид вафли, силикон карбид вафли жана алмаз жука тасмалар кирет.

Мен. Тункстел-Жездеги кургак велосипед тебеленген курт -кумурскалар курчалган эритмелери жезден жарым-жартылай жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ болгон жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ, аларды бир топ жылуулук менен тазалап, аларды бир топ жылуулук өткөрүмдүүлүгү менен айкалыштырышат. Бул псевдо эритмесинин жылуулук кеңейиши жана өткөрүмдүүлүгү анын курамын ылайыкташтыруу менен бөлүштүрүлүшү мүмкүн жана кремний, галлий арссиде жана керамикалык материалдар менен жакшы дал келет. Эрте лазерлер көбүнчө вольфрамдуу с-тщлщк структурасын көп колдонушат, кийинчерээк вольфный-жез куймаларына киришкен.

II. Алюминий Нитрид алюминий нитрид керамиалын 320w / (másp / (mádr) боюнча теориялык жылуулук өткөрүмдүүлүгү, адатта, 180w / (мөөр / (м.М.) чейин) Анын жылуулук кеңейтүү коэффициенти Лазердик чиптер үчүн бир топ жакын, аны жалпы өткөөл жылуулук ракетин жасоо.

III. Силикон карбид (SIC) SIC - бул физикалык жана химиялык касиеттери бар бир тайманбастикалык табигый суперлеттис. Анын катуулугу жана тегирменди каршылык көрсөтүү алмаздар үчүн экинчи болуп, ал 490w / (Мьялыктар) чейин теориялык жылуулук өткөрүмдүүлүгү менен мактанат. Абдан кеңейүү, эң сонун ысык диссипациясы жана жогорку жылуулук туруктуулугу, SIC жогорку энергетикалык шаймандарга ылайыктуу. Бул норозиялуу каршылык көрсөтөт жана кадимки кысымга алынбайт, анын үстүнө кычкылдануу андан ары кычкылданууга жол бербейт, анын үстүнө кычкылдануу кремний диоксид катмарын жаратат.

IV. Оптималдуу жылуулук диссипациясы үчүн алмаз , алмаз чип менен жез ортосундагы байланыш катары колдонсо болот. Табигый Алмаз 2000-жылдагы / (Мьялм), жезден беш эсе көп жылуулук кеңейтүү коэффициенти менен өзгөчө жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ. Ошентип, алмаз - бул жогорку бийликтин жарым өткөргүч лазерлеринин эң мыкты жылуулук материалы. Напска, калктуу конверторлорго табигый бриллиант үчүн мүмкүн эмес, бирок алмаз эки формада колдонулат: алмаз жука фильмдер (CVD алмаз) жана же жез жана алюминий сыяктуу металлдар менен курулган. Бирок, алмаздарды иштетүү-кесүү, жылтыратуу жана металлдашуу татаалдыгы - өз мүчө-масштабдуу арызды жарым-жартылай лазердик лазерге чөгүп кеткен.

v Анын каптал жылуулук өткөрүмдүүлүгү 5300w / (Мьялмга / (Мьядро), Силикон карбид жана Алюминий Нитридины сыяктуу башка жылуулук раковиналдык материалдарынан ашып түшүшү мүмкүн. Семикостюстор лазерлериндеги жылуулук чөгүп бараткандыгы үчүн, графенди колдонуу жылуулук диссипациясын жана түзмөктүн көрсөткүчтөрүн өркүндөтүү мүмкүнчүлүгүн көрсөтөт.