如何有效地给大功率半导体激光器散热

2020-03-05 08:56:23 晶肖

大功率半导体激光器该怎么散热?

半导体激光器有着非常明显的优势地方,例如体积质量小,电光转变的高效等优势地方,因为这些优势特点致使半导体激光器已经被使用在了各个行业中。我国半导体技术水平的逐渐加深,所以使用的功率也在逐渐升高,而使用过程中芯片会持续升温影响半导体工作,如何有效地给大功率半导体激光器散热呢?

传统的激光器散热方式 

1、 自然对流冷却方式 
是使用热导性好的沉淀,对半导体激光器的表层进行延伸,使用自然散热方式,以此达到对芯片温度降低的目标。

2、大通道水冷方式 

传统的大通道水冷方式中的结构是空腔型。进过对进水空位的优化,能够达到激光器发光效率的充分发挥,通过实验数据证明,这样的方式具有很好的散热功能。不足的是温度的分布不均匀。

新型的激光器散热方式 

1、微型通道散热
对于微型通道水冷方式的定义有两种,第一种是依据其尺寸来定义,其中对水力直径小的定义为微型通道,另一种是通过对表面张力进行划分,分成了微型通道或者常规性通道。伴随着对微型通道理论知识的不断研究,很多的研究者将微型通道散热方式投入到了激光器的散热工作中。

2 喷雾冷却方式 

喷雾冷却是一种更为复杂的方式,其需要借助高气压的方式,使得液体进行雾化,进行强力喷射,以此来实现激光器的降温。现如今,在我国化工产业,核电产业中广泛使用这种喷雾冷却方式。

3 射流冲击方式

是一种通过高速的液体进行为表面的热传导,以此达到降温的作用。使用微型电子机械操控手段,可以在进行强力喷射的环节中使得工作完成的更好,其有着结构精巧,可靠性高的特点,非常适合投入在小型激光器的散热问题上。其中冷却介质可以换成氦气,其中温度差别可以形成到1500w。射流冲击大多是用来解决热流密度高的散热问题。

4 液态冷却方式 

因为液态金属的导热性能良好,被广泛的使用在电子芯片技术上,也可以投入使用在激光器的散热问题上。实验证明:金属物质在圆环之内进行旋转,并且同时进过热管或者微型通道将铝合金等金属发散的热量带走,通过实验表明,在激光器芯片表面的热流密度达到1000w的情况下,芯片的温度只达到23度, 这样就能很好的使得激光器得到很正常的使用。


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