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半導體激光器的散熱方法有哪些?

  半導體激光器是目前使用比較多的光電器件之一。伴隨著技術的不斷發展和器件量產化水平的提升,現在可以運用到更多的領域中。半導體激光器是主要使用半導體材料做為工作物質一種的激光器,因為物質結構的不同,產生的激光也會不一樣。半導體激光器特點就是體積小、壽命長,除了通信領域,現在還可以在雷達、測聲、醫療中進行應用。

  大功率激光器因為單顆芯片出光功率大,單位面積產生的熱量大,如果不做好散熱技術,很容易引發芯片死亡,特性快速下降。

  激光器散熱方法分類

  目前激光器主要的散熱方法分為傳統散熱方法和新型散熱方法,傳統散熱方法包括:風冷散熱、半導體制冷散熱、自然對流散熱等,新型散熱方法包括:倒裝散熱、微通道散熱。

  傳統散熱方法

  自然對流熱沉冷卻散熱方法

  自然對流熱沉冷卻散熱就是通過一些熱導率高的材料把產生出來的熱量帶走,之后再由自然對流的形式散發熱量。科研人員在研究的時候還會發現翅片也可以幫助散熱,并且在散熱的時候能夠使散熱系統里邊的傳熱率達到最大的數值。當溫度同樣的時候翅片間距便會隨著翅片高度的增加而減少。在使用基板豎直放置熱沉的時候需要適當增加高度,借助增加高度提高散熱效果,像這樣的散熱方式在使用時會降低很多的成本。在實際工作的時候總是會使用銅或者氮化鋁作為熱沉,但熱沉的方式還不能完全滿足高功率半導體激光器的散熱需要。

  半導體制冷散熱(電制冷散熱)方法

  半導體制冷散熱方法主要特點是體積小、可靠性強。半導體制冷散熱方法經常會出現在高功率的半導體激光器中,因為添加了TEC制冷,封裝的尺寸相應提高,封裝費用也隨之上漲,在使用時把半導體芯片的冷端和熱沉連接在一起,熱端再由對流的方法和TEC自身的熱量散發出來。

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