Suure võimsusega pooljuhtlaseri termiline lahendus
Pooljuhtlasereid uuriti esmalt välismaalt. Varaseim tehnoloogia pärineb Ameerika Ühendriikidest ja Jaapanist ning seda kasutati peamiselt sõjaväes. Tehnoloogia iteratiivse arenguga hakati seda rakendama tsiviilturul ja rakendama sellistes tööstusharudes nagu optoelektroonika ja side. Minu riigi riigikaitsetööstuse ja optoelektroonika tootmistööstuse arenedes on tööstus hakanud suurendama nõudlust suure võimsusega laserite järele ning inimesed on hakanud läbi viima ka suure võimsusega pooljuhtlaserseadmete uuringuid. Uurimistöö käigus avastati, et traditsiooniliste pooljuhtlaserite valguskvaliteet ei vasta enam inimeste vajadustele. Pooljuhtlaserite väljundvõimsuse suurendamiseks hakati pidevalt täiustama ja analüüsima. Uurimistöö käigus selgus, et pooljuhtlaseri elektrienergiast muundatakse selle kasutamisel pool soojusenergiaks. Kui pooljuhtlaser ise soojust hästi ei hajuta, mõjutab see otseselt pooljuhtlaseri eluiga ja kasutamist. Seetõttu peavad teadlased kiiresti lahendama soojuse hajumise probleemi. Üks probleemidest.
Praegu jagunevad laserite peamised jahutusmeetodid traditsioonilisteks jahutusmeetoditeks ja uuteks jahutusmeetoditeks. Traditsioonilinejahutaminemeetodid hõlmavad järgmist: õhkjahutus, pooljuhtjahutus, loomulik konvektsioonjahutaminejne ja uusjahutaminemeetodid hõlmavad järgmist: flip chipjahutamineja mikrokanalitjahutamine.
Loodusliku konvektsiooniga jahutusradiaatori jahutusmeetodiks on kasutada mõningaid kõrge soojusjuhtivusega materjale tekkiva soojuse eemaldamiseks ja seejärel soojuse hajutamiseks loomuliku konvektsiooni kaudu. Uurimise käigus leidsid teadus- ja tehnilised töötajad ka, et uimed võivad samuti aidata soojust hajutada. ja võib soojuse hajutamisel maksimeerida soojusülekande kiirust soojuse hajumise süsteemis. Kui temperatuur on sama, väheneb uimede samm uime kõrguse kasvades. Aluspinna kasutamisel jahutusradiaatori vertikaalseks paigutamiseks tuleb kõrgust vastavalt suurendada ja soojuse hajumise efekti parandatakse kõrguse suurendamisega. Selline soojuse hajutamise meetod vähendab kasutamisel palju kulusid. Tegelikus töös kasutatakse jahutusradiaatorina sageli vask- või alumiiniumnitriidi, kuid jahutusradiaatori meetod ei suuda täielikult rahuldada suure võimsusega pooljuhtlaserite soojuse hajumise vajadusi.
Suure kanaliga vedelikjahutusmeetod.Kui soovite jahutusradiaatori temperatuuri alandada, peate jahutusradiaatorisse kanali ehitama. Kui soovite saavutada jahutavat efekti, peate sellesse kanalisse lisama teatud veeallika, et laseri tööd mitte edasi lükata. Sellele vastuseks leidsid teadlased oma uurimistöö käigus, et spoileri struktuuri soojuse hajumise efekt on parem kui traditsioonilisel õõnsusstruktuuril, kuid tekib ka rõhu tõus kanalis. Uuringud on leidnud, et kuigi suuri kanaleid kasutatakse laialdaselt, ei suuda suured vesijahutuskanalid laseri väljundvõimsuse pideva suurenemise tõttu enam vastata suure võimsusega pooljuhtlaserite soojusnõuetele.
Pihustusjahutus on jahutusvedeliku pihustamine soojusülekande pinnale rõhu abil pihustamise teel, et saavutada jahutamise eesmärk. Pihustusjahutuse peamised omadused on suur soojusülekandetegur ja madal jahutusvedeliku vool. Teadlased on leidnud, et kui kasutada keskkonnana vett ja katseteks kasutada tahkeid koonusotsikuid, võib mikrostruktureeritud pind suurendada soojusvahetusefekti. Uuringu käigus selgus, et pihustusjahutuse jahutusvõime on seotud pihustusvoolu kiirusega. Lisaks avastasid teadlased ka pihustusfaasimuutusjahuti. Katse ajal on pihustusjahutusseadme düüsi kõrgus ja soojuse hajumise efekt samuti väga tihedalt seotud.
Kiibi temperatuuritõusu probleem on järk-järgult muutunud peamiseks teguriks, mis takistab pooljuhtlaserite normaalset tööd. Uued soojuse hajutamise meetodid süvendavad pidevalt uurimistööd. Suure võimsusega pooljuhtlaserite soojuse hajumise lahendamiseks peame kindlalt haarama termodünaamika distsipliini, materjaliteaduse ja tegema täielikku koostööd töötleva tööstusega.
