Memandangkan teknologi laser berkuasa tinggi terus berkembang pesat, Bar Diod Laser (LDB) telah digunakan secara meluas dalam pemprosesan perindustrian, pembedahan perubatan, LiDAR dan penyelidikan saintifik disebabkan oleh ketumpatan kuasa yang tinggi dan output kecerahan yang tinggi. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan integrasi dan arus operasi cip laser, cabaran pengurusan haba menjadi lebih ketara—yang memberi kesan langsung kepada kestabilan prestasi dan jangka hayat laser.
Antara pelbagai strategi pengurusan haba, Penyejukan Konduksi Sentuh menonjol sebagai salah satu teknik yang paling penting dan digunakan secara meluas dalam pembungkusan bar diod laser, berkat strukturnya yang ringkas dan kekonduksian haba yang tinggi. Artikel ini meneroka prinsip, pertimbangan reka bentuk utama, pemilihan bahan dan trend masa depan "laluan tenang" ini untuk kawalan haba.
1. Prinsip Penyejukan Pengaliran Sentuhan
Seperti namanya, penyejukan konduksi sentuh berfungsi dengan mewujudkan sentuhan langsung antara cip laser dan sink haba, membolehkan pemindahan haba yang cekap melalui bahan kekonduksian terma yang tinggi dan pelesapan pantas ke persekitaran luaran.
①The HmakanPath:
Dalam bar diod laser biasa, laluan haba adalah seperti berikut:
Cip → Lapisan Pateri → Submount (cth., kuprum atau seramik) → TEC (Penyejuk Termoelektrik) atau Heat Sink → Persekitaran Ambien
②Ciri-ciri:
Kaedah penyejukan ini mempunyai ciri-ciri:
Aliran haba pekat dan laluan haba pendek, berkesan mengurangkan suhu simpang; Reka bentuk padat, sesuai untuk pembungkusan mini; Pengaliran pasif, tidak memerlukan gelung penyejukan aktif yang kompleks.
2. Pertimbangan Reka Bentuk Utama untuk Prestasi Terma
Untuk memastikan penyejukan konduksi sentuhan yang berkesan, aspek berikut mesti diberi perhatian dengan teliti semasa reka bentuk peranti:
① Rintangan Terma pada Antara Muka Pateri
Kekonduksian terma lapisan pateri memainkan peranan penting dalam rintangan terma keseluruhan. Logam kekonduksian tinggi seperti aloi AuSn atau indium tulen harus digunakan, dan ketebalan serta keseragaman lapisan pateri harus dikawal untuk meminimumkan halangan terma.
② Pemilihan Bahan Submount
Bahan submount biasa termasuk:
Kuprum (Cu): Kekonduksian terma yang tinggi, kos efektif;
Kuprum Tungsten (WCu)/Kuprum Molibdenum (MoCu): Padanan CTE yang lebih baik dengan cip, menawarkan 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 mempengaruhi kecekapan pemindahan haba. Penggilapan dan penyaduran emas sering digunakan untuk meningkatkan prestasi sentuhan haba.
④ Meminimumkan Laluan Terma
Reka bentuk struktur harus bertujuan untuk memendekkan laluan haba antara cip dan sink haba. Elakkan lapisan bahan perantaraan yang tidak perlu untuk meningkatkan kecekapan pelesapan haba secara keseluruhan.
3. Hala Tuju Pembangunan Masa Depan
Dengan trend berterusan ke arah pengecilan dan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, teknologi penyejukan konduksi sentuhan sedang berkembang dalam 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 Sink 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 mikrostruktur yang meniru mekanisme pelesapan haba semula jadi—seperti "konduksi seperti pokok" atau "corak seperti skala"—untuk meningkatkan prestasi terma.
④ Kawalan Terma Pintar
Menggabungkan sensor suhu dan kawalan kuasa dinamik untuk pengurusan terma adaptif, memanjangkan hayat operasi peranti.
4. Kesimpulan
Bagi bar diod laser berkuasa tinggi, pengurusan haba bukan sekadar cabaran teknikal—ia merupakan asas kritikal untuk kebolehpercayaan. Penyejukan konduksi sentuh, dengan ciri-cirinya yang cekap, matang dan kos efektif, kekal sebagai salah satu penyelesaian arus perdana untuk pelesapan haba hari ini.
5. Tentang Kami
Di Lumispot, kami mempunyai kepakaran mendalam dalam pembungkusan diod laser, penilaian pengurusan haba dan pemilihan bahan. Misi kami adalah untuk menyediakan penyelesaian laser berprestasi tinggi dan tahan lama yang disesuaikan dengan keperluan aplikasi anda. Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut, kami mengalu-alukan anda untuk menghubungi pasukan kami.
Masa siaran: 23 Jun 2025