如何有效地給大功率半導體激光器散熱
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(yōu)勢地方,例如體積質(zhì)量小,電光轉(zhuǎn)變的高效等優(yōu)勢地方,因為這些優(yōu)勢特點致使半導體激光器已經(jīng)被使用在了各個行業(yè)中。我國半導體技術(shù)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(xù)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(tǒng)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(tǒng)的大通道水冷方式中的結(jié)構(gòu)是空腔型。進過對進水空位的優(yōu)化,能夠達到激光器發(fā)光效率的充分發(fā)揮,通過實驗數(shù)據(jù)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(jù)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(guī)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(xiàn)激光器的降溫?,F(xiàn)如今,在我國化工產(chǎn)業(yè),核電產(chǎn)業(yè)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(huán)節(jié)中使得工作完成的更好,其有著結(jié)構(gòu)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(zhì)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(tài)冷卻方式
因為液態(tài)金屬的導熱性能良好,被廣泛的使用在電子芯片技術(shù)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(zhì)在圓環(huán)之內(nèi)進行旋轉(zhuǎn),并且同時進過熱管或者微型通道將鋁合金等金屬發(fā)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。