激光器散热量计算

粉碎机锤头激光器散热量计算
半导体激光器有着非常明显的优势地方,例如体积质量小,电光转变的高效等优势地方,因为这些优势特点致使半导体激光器已经被使用在了各个行业中。半导体激光器通常情况友最基础的发光单管进行组合,发光单管可形成多个Bar条,再由多个Bar条形成一定的叠阵。因为我国半导体技术水平的逐渐加深,所以使用的功率也在逐渐升高,一个发光单管的极限功率可以达到25瓦,峰值厘米巴条功率已经增长到了1000瓦,但是发光单管的体积确实非常精巧的。因为芯片的升温会对半导体工作产生非常严重的影响,所以本文特针对大功率半导体激光器如何有效散热情况进行了研究,并且讨论如何有效使用。
1、芯片的温度对半导体激光器的影响
安装网1.1温度对最小电流的作用
芯片温度对激光器正常工作所需求的最小电流的作用主要体现在激光器的内部构造。由于芯片温度提高,激光器的最小电流也会相应的加大,这时可以明显看出半导体激光器在最小电流的支持下,所必需要加快温度的散热效率,只有这样才可以保证激光器的正常工作。
1.2芯片温度对斜率的作用
半导体激光器的斜率功效就是半导体激光器的发动电流和驱光电流的线性数据,通常情况下,半导体激光器的斜率功效愈大,所带来的性能也就更加优秀,然而芯片的温度升高却能够使得半导体激光器的斜率功效得不到很好的发挥。
1.3芯片温度对发光功效的作用
通过实验数据可以清晰的看出,芯片的温度越高,激光器的发光功效就会变得很小。
1.4芯片温度发光线长度的作用
离合器盘如果激光器的温度产生了变化,那么机关器的发光长度也会随之相应的发生变化。所以根据之上所说的数据,芯片温度的升高,带之而来的激光器温度加大会使得激光器得不到良好的工作性能,所以对激光器的散热性能的研究是刻不容缓的,也是激光器正常工作的关键地方。
2、激光器散热方法研究
2.1半导体激光器传递热量环节
半导体激光器正常工作时发出的热量大多是经过沉淀发散,激光器的热量散热主要有初级散热和次级散热。激光器工作芯片经过多次复杂多变的工艺技术进行初级散热。而次级散热可以和冷却物质发生最为直接的作用,从而使的热量消失。激光器产生的热量依次由焊接间,绝缘间,初级散热,次级散热后进行最终的消散。其中,在激光器发光功效一定程度中,想要有效减少激光器的温度就必须要做到这两点:一方面是,可以采用减少冷却液的温度,以此通过增加温度的差别来达到温度的消散。例如实用的办法就是实用液氮方法。因为半导体激光器在日常的工作环境下所实用的降温太强的话,会使得激光器的表面层形成霜,所以当出现了结霜现象,激光器就会产生光线折线功能,甚至严重的情况,会使得激光器发生电路短路,激光器无法正常工作,所以采用这种方法要严格执行操作标准。另一方面是,减轻激光器的芯片温度和冷却液的之间的热阻。例如使用精钢石膜,这是目前较好的使用方法。
2.2激光器的散热方法研究
激光器的传热导体可以分成固体导热和流固传导两个方面。固体层的热传导其中包括热层
的热阻,各个焊接间的热阻,绝缘间的热阻。为了能够有效减少固体端的热阻,很多研究人员做出了提升原材料导热性能的研究,比如使用精钢石膜可以有效的进行热量的发散。这种方式相比较传统的热沉材质,热阻的功效减轻了百分之四五十,最小电流也得到了很明显的降低。发光功效也得到了明显的提升。虽然固体端热阻的减轻能够有效使得激光器的温度得到缓解,但是根据相应的研究发现,再使用一些硅胶材料作为热沉材料,其中固体端的热则仅仅达到了流体端热阻的一半,这就代表着激光器的散热的重中之重就是在于加大流体端的热阻。传统方式的热阻是采用空气对流方法,伴随者激光器不断加大的功率,一些传统的流体管散热方式已经不够满足激光器的散热需求,因此有着很多新颖的散热方式应运而生,例如采用微型通道散热方法,喷雾方式冷却等。
校园网管理系统3、传统的散热方式
剖分式油封
我国较为传统的散热方式其中包括自然对流法,大通道的水冷方式还有对半导体的冷却方式。
3.1自然对流冷却方式
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我国对于激光器采取的传统散热方式是使用热导性好的沉淀,对半导体激光器的表层进行延伸,使用自然散热方式,以此达到对芯片温度降低的目标。这种方式结构具有一定的方便性,对材料的热导性能要求标准也比较高,所以经常使用铜最为使用材料。但是这种方式已经不能够满足现如今的散热要求。
3.2大通道水冷方式
在最开始的时间,一些研究学者为了能够充分降低激光器热量发散的问题,将自然对流降温改变成了强迫性对流降温,由此出现了大通道热沉方式。传统的大通道水冷方式中的结构是空腔型。进过对进水空位的优化,能够达到激光器发光效率的充分发挥,通过实验数据证明,这样的方式具有很好的散热功能。虽然这种水冷方式比起传统的那些方式有着一定明显的优势,但是它自身也是存在着不足的,其主要的问题就是温度的分布不均匀。研究学者为了解决这个现象,在通道之内增添了很多换热架构,例如则流结构。还设计了顺排结构和叉排结构对散热效果的分析,得出了顺排结构和叉排结构对温度的散热都比传统的散热方式优良,但是存在不足的是,其压力会变大。所以大通道水冷方式具有着结构简单,温度发散优良的特点,是目前阶段中应用最为广泛的散热方式,但是因为最近这些年来,激光器的大功率投入使用,这种方式还是达不到散热需求。

本文发布于:2024-09-22 22:31:44,感谢您对本站的认可!

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