如何有效地給大功率半導體激光器散熱

2020-03-05 08:56:23 晶肖

大功率半導體激光器該怎么散熱?

半導體激光器有著非常明顯的優勢地方,例如體積質量小,電光轉變的高效等優勢地方,因為這些優勢特點致使半導體激光器已經被使用在了各個行業中。我國半導體技術水平的逐漸加深,所以使用的功率也在逐漸升高,而使用過程中芯片會持續升溫影響半導體工作,如何有效地給大功率半導體激光器散熱呢?

傳統的激光器散熱方式 

1、 自然對流冷卻方式 
是使用熱導性好的沉淀,對半導體激光器的表層進行延伸,使用自然散熱方式,以此達到對芯片溫度降低的目標。

2、大通道水冷方式 

傳統的大通道水冷方式中的結構是空腔型。進過對進水空位的優化,能夠達到激光器發光效率的充分發揮,通過實驗數據證明,這樣的方式具有很好的散熱功能。不足的是溫度的分布不均勻。

新型的激光器散熱方式 

1、微型通道散熱
對于微型通道水冷方式的定義有兩種,第一種是依據其尺寸來定義,其中對水力直徑小的定義為微型通道,另一種是通過對表面張力進行劃分,分成了微型通道或者常規性通道。伴隨著對微型通道理論知識的不斷研究,很多的研究者將微型通道散熱方式投入到了激光器的散熱工作中。

2 噴霧冷卻方式 

噴霧冷卻是一種更為復雜的方式,其需要借助高氣壓的方式,使得液體進行霧化,進行強力噴射,以此來實現激光器的降溫。現如今,在我國化工產業,核電產業中廣泛使用這種噴霧冷卻方式。

3 射流沖擊方式

是一種通過高速的液體進行為表面的熱傳導,以此達到降溫的作用。使用微型電子機械操控手段,可以在進行強力噴射的環節中使得工作完成的更好,其有著結構精巧,可靠性高的特點,非常適合投入在小型激光器的散熱問題上。其中冷卻介質可以換成氦氣,其中溫度差別可以形成到1500w。射流沖擊大多是用來解決熱流密度高的散熱問題。

4 液態冷卻方式 

因為液態金屬的導熱性能良好,被廣泛的使用在電子芯片技術上,也可以投入使用在激光器的散熱問題上。實驗證明:金屬物質在圓環之內進行旋轉,并且同時進過熱管或者微型通道將鋁合金等金屬發散的熱量帶走,通過實驗表明,在激光器芯片表面的熱流密度達到1000w的情況下,芯片的溫度只達到23度, 這樣就能很好的使得激光器得到很正常的使用。


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