Mikä on TEC-lämpösähköinen jäähdytin laserdiodille?

Laser diodion puolijohdevalolähde, joka pystyy tuottamaan tietyn aallonpituuden omaavan lasersäteen. Pienen kokonsa, korkean hyötysuhteensa, pitkän käyttöikänsä ja suhteellisen alhaisten kustannustensa ansiosta laserdiodilla on tärkeä rooli nykyaikaisessa tekniikassa ja teollisuudessa. Niitä käytetään laajalti optisissa kuituviestintäjärjestelmissä tiedonsiirron kantajina, mikä tekee maailmanlaajuisesta tiedonvaihdosta nopeampaa ja luotettavampaa. Lisäksi laserdiodeja käytetään myös lääketeollisuudessa laserkirurgiassa ja -terapiassa, kulutuselektroniikassa optisten levyjen luku- ja tulostusteknologiassa, tieteellisessä tutkimuksessa tarkkuusmittauksissa ja antureissa sekä sotilas- ja turvallisuusalalla kohteissa. indikaattorina ja etäisyysmittauksena. Lyhyesti sanottuna laserdiodit ovat keskeinen osa nykyaikaista teknologista kehitystä ja niillä on ollut syvällinen vaikutus kaikkien elämänalojen kehitykseen.

Lämmönhallinta on tärkeä osa lasertoimintoa ja -sovellusta. Muuttaessaan sähköenergiaa valoenergiaksi laserdiodit tuottavat väistämättä lämpöä. Jos tätä lämpöä ei voida tehokkaasti haihduttaa, se aiheuttaa laitteen lämpötilan nousun, mikä vaikuttaa laserin suorituskykyyn ja vakauteen.
Erityisesti lämpötilan nousu voi aiheuttaa seuraavia ongelmia:
1. Aallonpituuden poikkeama: Lämpötilan noustessa laserin lähtöaallonpituus muuttuu, mikä vaikuttaa sen tarkkuuteen viestintäjärjestelmissä ja tarkkuuteen muissa sovelluksissa.
2. Kynnysvirran nousu: Lämpötilan nousu kasvattaa laserdiodin kynnysvirtaa, mikä tarkoittaa, että tarvitaan enemmän syöttövirtaa lasersäteilyn olosuhteiden saavuttamiseksi, mikä vähentää tehokkuutta ja lisää virrankulutusta.
3. Lyhentynyt käyttöikä: Korkea lämpötila nopeuttaa laserdiodin sisäisten materiaalien ikääntymisprosessia ja lyhentää laitteen käyttöikää.
4. Tilan epävakaus: Lämpötilan muutokset voivat saada laserin tilan (tila- ja spektrijakautuma) epävakaaksi, mikä on haitallista korkeaa säteen laatua vaativille sovelluksille.
5. Intensiteettivaihtelut: Lämpötilan vaihtelut voivat myös aiheuttaa epävakautta laserin lähtötehossa, mikä on erityisen kriittistä aloilla, jotka vaativat erittäin suurta vakautta, kuten tarkkuuskäsittely ja mittaus.

Siksi tehokkaista lämmönhallintastrategioista, kuten lämpösähköisten jäähdyttimien (TEC) käyttämisestä lämpötilan säätöön, tulee avainasemassa laserdiodin suorituskyvyn varmistamisessa. Ylläpitämällä vakiona käyttölämpötilaa laser voidaan suojata ylikuumenemiselta, mikä varmistaa vakaat lähtöominaisuudet, pidentää käyttöikää ja ylläpitää korkeaa tehokkuutta ja korkealaatuista lasertulostusta.

TEC (Thermo Electric Cooler) on termosähköinen jäähdytin tai lämpösähköinen jäähdytin. Sitä kutsutaan myös TEC-jäähdytyssiruksi, koska se näyttää sirulaitteelta.

Puolijohdetermosähköinen jäähdytystekniikka on energian muunnostekniikka, joka hyödyntää puolijohdemateriaalien Peltier-ilmiötä jäähdytyksen tai lämmityksen aikaansaamiseksi. Sitä käytetään laajalti optoelektroniikassa, elektroniikkateollisuudessa, biolääketieteessä, kulutuslaitteissa ja muilla aloilla. Ns. Peltier-ilmiö viittaa ilmiöön, että kun tasavirta kulkee kahdesta puolijohdemateriaalista koostuvan galvaanisen parin läpi, toinen pää imee lämpöä ja toinen pää vapauttaa lämpöä galvaanisen parin molemmista päistä.

Toimintaperiaate:
Termosähköiset jäähdytyslaitteet koostuvat yleensä useista p- ja n-tyypin puolijohdetermopareista, jotka on kytketty sarjaan. Kun tasavirtalähde kytketään, lämpösähköisen jäähdytyslaitteen toisen pään lämpötila laskee, kun taas toisen pään lämpötila nousee samalla. Käyttämällä erilaisia ​​lämmönsiirtomenetelmiä, kuten lämmönvaihtimia, jatkuvasti poistamaan lämpöä jäähdytyslaitteen kuumasta päästä, laitteen kylmä pää jatkaa lämmön imemistä työympäristöstä. On syytä huomata, että tämä ilmiö on täysin palautuva, pelkkä virran suunnan muuttaminen voi aiheuttaa lämmön siirtymisen vastakkaiseen suuntaan. Siksi sekä jäähdytys- että lämmitystoiminnot voidaan saavuttaa samanaikaisesti yhdellä termosähköisellä jäähdytyslaitteella.

TEC-termosähköinen jäähdytin koostuu sisäisestä puolijohteen P-napasta, puolijohteen N-napasta ja johtavasta metallista sekä keraamisesta substraatista lämpötilan vaihtoa varten ylä- ja alakerroksessa. Yhden termosähköisen jäähdytysparin jäähdytyskapasiteetti on rajallinen, ja TEC koostuu yleensä tusinasta kymmeniin jäähdytyspareihin. Yhden TEC:n kuuman ja kylmän pään välinen lämpötilaero voi olla 60–70 astetta ja kylmän pään lämpötila voi olla -20~-10 astetta. Jos haluat saada suuremman lämpötilaeron ja alhaisemman kylmän loppulämpötilan, voit pinota useita TEC:itä. Markkinoilla on tarjolla erilaisia ​​TEC-muotoja käyttöskenaarioista ja -menetelmistä riippuen.

TEC:n käyttö laserdiodeissa:
Säilytä toiminnan vakaus: Laserdiodien aallonpituus ajautuu lämpötilan mukaan, mikä ei ole sallittua tarkkoja aallonpituuksia vaativissa viestintäjärjestelmissä. Säätämällä tarkasti laserdiodin lämpötilaa, TEC voi ylläpitää toiminta-aallonpituutensa vakauden ja varmistaa siten laserdiodin toiminnan vakauden.
Paranna lähdön laatua ja käyttöikää: Lämpötilan vakaus ei vaikuta vain aallonpituuteen, vaan myös laserin lähtötehoon ja tilaan. Oikea lämpötilan säätö voi parantaa laserin ulostulon laatua samalla, kun se vähentää lämpötilan vaihteluiden aiheuttamaa lämpörasitusta, mikä pidentää laserdiodin käyttöikää.
Täytä erityisvaatimukset: Erityyppisillä laserdiodilla voi olla erilaiset lämpötilavaatimukset. Esimerkiksi DFB-laserien (distributed feedback) aallonpituus-lämpötila-ryömintäkerroin on noin 0,1 nm/aste, mikä tarkoittaa, että aallonpituusryömintä voi olla jopa 7 nm lämpötila-alueella 0. 70 astetta. TEC:n käyttö voi auttaa hallitsemaan lasereiden aallonpituuden vakautta näillä lämpötila-alueilla vastaamaan tiettyjen sovellusten tarpeita.

TEC:llä on laaja valikoima lämpösähköisiä jäähdytystuotteita, mukaan lukien yksivaiheiset lämpösähköiset jäähdytyslaitteet, monivaiheiset lämpösähköiset jäähdytyslaitteet, mikrotermosähköiset jäähdytyslaitteet, rengasmaiset lämpösähköiset jäähdytyslaitteet ja muut tyypit.
Luokittelu:
1. Yksivaiheinen sarja: Eri tuotantoprosessien mukaan se jaetaan tavanomaisiin sarjoihin, suuritehoisiin sarjoihin, korkean lämpötilan sarjoihin ja kierrätettäviin sarjatuotteisiin. Yksivaiheiset sarjatuotteet ovat standardinmukaisia ​​TEC-tuotteita, joilla on korkeampi suorituskyky, korkeampi luotettavuus ja laaja valikoima erilaisia ​​jäähdytyskapasiteettia, geometriaa ja syöttötehoa, ja niitä käytetään pääasiassa teollisuus-, laboratorio-, lääke-, sotilas- ja muut kentät.
2. Monivaiheinen sarja: Käytetään pääasiassa alueilla, joilla on suuret lämpötilaerot tai alhaiset lämpötilavaatimukset. Tämän tyyppisellä TEC:llä on pieni jäähdytysteho ja se soveltuu tilanteisiin, joissa tarvitaan pientä ja keskisuuria jäähdytystehoa ja suuria lämpötilaeroja. Tyypillisesti käytetty IR-ilmaisussa, CCD:ssä ja valosähköisissä kentissä. Eri pinoamismenetelmien suunnittelu voi vastata syväjäähdytyksen tarpeisiin. Tämäntyyppinen jääkaappi voi saavuttaa suuremman lämpötilaeron kuin yksivaiheinen TEC.
3. Mikrosarja: Suunniteltu ja kehitetty vastaamaan korkeita lämpötiloja ja pieniä tilaympäristöjä. Tuotteet on kehitetty käyttämällä korkean suorituskyvyn lämpösähköisten materiaalien edistyneitä valmistusprosesseja. Tuotteita, kuten laserlähettimiä, optisia vastaanottimia ja pumppulasereita, käytetään tyypillisesti optisessa viestintäteollisuudessa.
4. Rengassarja: Soveltuu keskikokoisiin jäähdytystehosovelluksiin. Tämän sarjan tuotteissa on pyöreä reikä kuuman ja kylmän puolen keramiikan keskellä, johon mahtuu ulkonemat optisia, mekaanisia kiinnityksiä tai lämpötila-antureita varten. Tyypillisesti käytetty teollisuudessa, sähkölaitteissa, laboratorio- ja optoelektroniikkalaitteissa ja muilla aloilla.

Perinteisiin mekaanisiin jäähdytysmenetelmiin verrattuna lämpösähköinen jäähdytystekniikka ei vaadi kylmäainetta ja on ympäristöystävällinen puolijohdejäähdytysmenetelmä, jonka koko on pieni, kevyt, ei tärinää, ei melua, tarkka lämpötilan säätö, korkea luotettavuus ja etuja, kuten missä tahansa kulmassa työskenneltäessä lämpösähkötekniikka on yksi tärkeimmistä teknisistä ratkaisuista myös tietyillä sovellusalueilla.
TEC-termosähköisen jäähdytystekniikan edut:
Aktiivinen jäähdytys: Termosähköinen jäähdytys on aktiivinen jäähdytysmenetelmä, jolla voidaan jäähdyttää esineitä ympäristön lämpötilan alapuolelle, mikä on mahdotonta tavallisilla pattereilla. Käyttämällä monivaiheisia lämpösähköisiä jäähdyttimiä tyhjiöympäristössä voidaan saavuttaa jopa alhaisempia lämpötiloja, jopa -100 astetta.
Point-to-point -jäähdytys: Termosähköisellä jäähdytyksellä on kompakti rakenne ja se voi saavuttaa tarkan lämpötilan hallinnan pienessä tilassa tai alueella, ja se voi jopa saavuttaa pisteestä pisteeseen -jäähdytyksen, jota ei voida saavuttaa muilla jäähdytysmenetelmillä.
Korkea luotettavuus: Termosähköisessä jäähdytyksessä ei ole liikkuvia osia, se on erittäin luotettava ja voi toimia pitkään ilman huoltoa. Se sopii järjestelmiin, joita ei ole helppo purkaa asennuksen jälkeen tai jotka vaativat pitkän käyttöiän.
Tarkka lämpötilan säätö: Termosähköinen jäähdytys on tasavirtalähde, ja jäähdytystehoa on helppo säätää. Tulovirtaa säätämällä voidaan saavuttaa tarkka jäähdytyskapasiteetin ja lämpötilan säätö, jolloin lämpötilan säätöstabiilisuus on parempi kuin 0,01 astetta.
Jäähdytys/lämmitys: Termosähköisellä tekniikalla on sekä jäähdytys- että lämmitystoimintoja. Sama järjestelmä voi saavuttaa sekä jäähdytys- että lämmitystilat yksinkertaisesti muuttamalla virran suuntaa.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.