Memandangkan teknologi laser berkuasa tinggi terus maju dengan pesat, Bar Diod Laser (LDB) telah digunakan secara meluas dalam pemprosesan industri, pembedahan perubatan, LiDAR dan penyelidikan saintifik kerana ketumpatan kuasa tinggi dan output kecerahan tinggi. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan penyepaduan dan arus operasi cip laser, cabaran pengurusan terma menjadi lebih menonjol—secara langsung memberi kesan kepada kestabilan prestasi dan jangka hayat laser.
Di antara pelbagai strategi pengurusan haba, Penyejukan Pengaliran Sentuhan menonjol sebagai salah satu teknik yang paling penting dan diterima pakai secara meluas dalam pembungkusan bar diod laser, berkat strukturnya yang ringkas dan kekonduksian terma yang tinggi. Artikel ini meneroka prinsip, pertimbangan reka bentuk utama, pemilihan bahan dan arah aliran masa depan "laluan tenang" ini kepada kawalan terma.
1. Prinsip Penyejukan Pengaliran Sentuhan
Seperti namanya, penyejukan pengaliran sentuhan berfungsi dengan mewujudkan sentuhan langsung antara cip laser dan sink haba, membolehkan pemindahan haba yang cekap melalui bahan kekonduksian haba yang tinggi dan pelesapan pantas ke persekitaran luaran.
①The HmakanPath:
Dalam bar diod laser biasa, laluan haba adalah seperti berikut:
Cip → Lapisan Pateri → Lekapan kecil (cth, tembaga atau seramik) → TEC (Penyejuk Termoelektrik) atau Sinki Haba → Persekitaran Ambien
②ciri-ciri:
Ciri kaedah penyejukan ini:
Aliran haba pekat dan laluan haba pendek, mengurangkan suhu simpang dengan berkesan; Reka bentuk padat, sesuai untuk pembungkusan kecil; Pengaliran pasif, tidak memerlukan gelung penyejukan aktif yang kompleks.
2. Pertimbangan Reka Bentuk Utama untuk Prestasi Terma
Untuk memastikan penyejukan pengaliran sentuhan yang berkesan, aspek berikut mesti ditangani dengan teliti semasa reka bentuk peranti:
① Rintangan Terma pada Antara Muka Pateri
Kekonduksian terma lapisan pateri memainkan peranan penting dalam rintangan haba keseluruhan. Logam kekonduksian tinggi seperti aloi AuSn atau indium tulen harus digunakan, dan ketebalan dan keseragaman lapisan pateri hendaklah dikawal untuk meminimumkan halangan haba.
② Pemilihan Bahan Submount
Bahan submount biasa termasuk:
Kuprum (Cu): Kekonduksian haba yang tinggi, kos efektif;
Tungsten Copper (WCu)/Molibdenum Copper (MoCu): Padanan CTE yang lebih baik dengan cip, menawarkan kedua-dua kekuatan dan kekonduksian;
Aluminium Nitrida (AlN): Penebat elektrik yang sangat baik, sesuai untuk aplikasi voltan tinggi.
③ Kualiti Sentuhan Permukaan
Kekasaran permukaan, kerataan dan kebolehbasahan secara langsung menjejaskan kecekapan pemindahan haba. Penggilap dan penyaduran emas sering digunakan untuk meningkatkan prestasi sentuhan terma.
④ Meminimumkan Laluan Terma
Reka bentuk struktur harus bertujuan untuk memendekkan laluan haba antara cip dan sink haba. Elakkan lapisan bahan perantaraan yang tidak diperlukan untuk meningkatkan kecekapan pelesapan haba keseluruhan.
3. Hala Tuju Pembangunan Masa Depan
Dengan trend berterusan ke arah pengecilan dan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, teknologi penyejukan pengaliran sentuhan berkembang mengikut arah berikut:
① TIM Komposit Berbilang Lapisan
Menggabungkan pengaliran haba logam dengan penimbalan fleksibel untuk mengurangkan rintangan antara muka dan meningkatkan ketahanan kitaran haba.
② Pembungkusan Sinki Haba Bersepadu
Mereka bentuk submount dan sink haba sebagai struktur bersepadu tunggal untuk mengurangkan antara muka sentuhan dan meningkatkan kecekapan pemindahan haba peringkat sistem.
③ Pengoptimuman Struktur Bionik
Menggunakan permukaan berstruktur mikro yang meniru mekanisme pelesapan haba semula jadi—seperti "konduksi seperti pokok" atau "corak seperti skala"—untuk meningkatkan prestasi terma.
④ Kawalan Terma Pintar
Menggabungkan penderia suhu dan kawalan kuasa dinamik untuk pengurusan haba adaptif, memanjangkan hayat operasi peranti.
4. Kesimpulan
Untuk bar diod laser berkuasa tinggi, pengurusan haba bukan sekadar cabaran teknikal—ia adalah asas penting untuk kebolehpercayaan. Penyejukan pengaliran kenalan, dengan ciri-cirinya yang cekap, matang dan kos efektif, kekal sebagai salah satu penyelesaian arus perdana untuk pelesapan haba hari ini.
5. Mengenai Kami
Di Lumispot, kami membawa kepakaran mendalam dalam pembungkusan diod laser, penilaian pengurusan haba dan pemilihan bahan. Misi kami adalah untuk menyediakan penyelesaian laser berprestasi tinggi dan sepanjang hayat yang disesuaikan dengan keperluan aplikasi anda. Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut, kami amat mengalu-alukan anda untuk berhubung dengan pasukan kami.
Masa siaran: Jun-23-2025