Kaj je TEC termoelektrični hladilnik za lasersko diodo?

Laserska diodaje polprevodniški vir svetlobe, ki lahko proizvede laserski žarek določene valovne dolžine. Laserske diode zaradi svoje majhnosti, visoke učinkovitosti, dolge življenjske dobe in relativno nizkih stroškov igrajo ključno vlogo v sodobni tehnologiji in industriji. Široko se uporabljajo v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni kot nosilci prenosa informacij, zaradi česar je globalna izmenjava podatkov hitrejša in zanesljivejša. Poleg tega se laserske diode uporabljajo tudi v medicinski industriji za lasersko kirurgijo in terapijo, v potrošniški elektroniki za tehnologijo branja in tiskanja optičnih diskov, v znanstvenih raziskavah za natančne meritve in senzorje ter na vojaškem in varnostnem področju za tarče. kot indikacija in merjenje razdalje. Skratka, laserske diode so ključna sestavina sodobnega tehnološkega napredka in so močno vplivale na razvoj vseh družbenih slojev.

Upravljanje toplote je ključni del delovanja in uporabe laserja. V procesu pretvorbe električne energije v svetlobno energijo laserske diode neizogibno ustvarjajo toploto. Če te toplote ni mogoče učinkovito odvajati, bo to povzročilo dvig temperature opreme, kar bo vplivalo na delovanje in stabilnost laserja.
Natančneje, naraščajoče temperature lahko povzročijo naslednje težave:
1. Premik valovne dolžine: Ko se temperatura dvigne, se bo izhodna valovna dolžina laserja spremenila, kar bo vplivalo na njegovo natančnost v komunikacijskih sistemih in natančnost v drugih aplikacijah.
2. Povečanje mejnega toka: Naraščajoča temperatura bo povzročila povečanje mejnega toka laserske diode, kar pomeni, da je za doseganje pogojev za lasersko sevanje potreben večji vhodni tok, s čimer se zmanjša učinkovitost in poveča poraba energije.
3. Skrajšana življenjska doba: Visoka temperatura bo pospešila proces staranja notranjih materialov laserske diode in zmanjšala življenjsko dobo naprave.
4. Nestabilnost načina: temperaturne spremembe lahko povzročijo, da način (prostorska in spektralna porazdelitev) laserja postane nestabilen, kar je škodljivo za aplikacije, ki zahtevajo visoko kakovost žarka.
5. Nihanja intenzivnosti: temperaturna nihanja lahko povzročijo tudi nestabilnost izhodne moči laserja, kar je še posebej kritično na področjih, ki zahtevajo izjemno visoko stabilnost, kot sta natančna obdelava in merjenje.

Zato učinkovite strategije toplotnega upravljanja, kot je uporaba termoelektričnih hladilnikov (TEC) za nadzor temperature, postanejo ključne za zagotavljanje delovanja laserske diode. Z vzdrževanjem stalne delovne temperature je mogoče laser zaščititi pred pregrevanjem, kar zagotavlja stabilne izhodne lastnosti, podaljša življenjsko dobo in ohranja visoko učinkovitost in visokokakovosten laserski izhod.

TEC (Thermo Electric Cooler) je termoelektrični hladilnik ali termoelektrični hladilnik. Imenuje se tudi TEC hladilni čip, ker je videti kot naprava s čipom.

Polprevodniška termoelektrična hladilna tehnologija je tehnologija za pretvorbo energije, ki uporablja Peltierjev učinek polprevodniških materialov za doseganje hlajenja ali ogrevanja. Široko se uporablja v optoelektroniki, elektronski industriji, biomedicini, potrošniških napravah in drugih področjih. Tako imenovani Peltierjev učinek se nanaša na pojav, ko enosmerni tok teče skozi galvanski par, sestavljen iz dveh polprevodniških materialov, en konec absorbira toploto, drugi konec pa sprosti toploto na obeh koncih galvanskega para.

Načelo delovanja:
Termoelektrične hladilne naprave so običajno sestavljene iz več parov polprevodniških termoelementov tipa p in n, povezanih v serijo. Ko je priključen napajalnik z enosmernim tokom, se bo temperatura enega konca termoelektrične hladilne naprave znižala, medtem ko se bo temperatura drugega konca istočasno povečala. Z uporabo različnih metod prenosa toplote, kot so izmenjevalniki toplote za stalno odvajanje toplote z vročega dela hladilne naprave, bo hladen del naprave še naprej absorbiral toploto iz delovnega okolja. Omeniti velja, da je ta pojav popolnoma reverzibilen, že samo sprememba smeri toka lahko povzroči prenos toplote v nasprotno smer. Zato lahko na eni termoelektrični hladilni napravi istočasno izvajamo tako funkcijo hlajenja kot ogrevanja.

Termoelektrični hladilnik TEC je sestavljen iz notranjega polprevodniškega P pola, polprevodniškega N pola in prevodne kovine ter keramičnega substrata za izmenjavo temperature na zgornji in spodnji plasti. Hladilna zmogljivost enega samega termoelektričnega hladilnega para je omejena, TEC pa je na splošno sestavljen iz ducata do več ducatov hladilnih parov. Temperaturna razlika med vročim in hladnim koncem posameznega TEC lahko doseže 60~70 stopinj, temperatura hladnega konca pa lahko doseže -20~-10 stopinj. Če želite doseči večjo temperaturno razliko in nižjo hladno končno temperaturo, lahko zložite več TEC. Na trgu so na voljo različne oblike TEC, odvisno od scenarijev in metod uporabe.

Uporaba TEC v laserskih diodah:
Ohranite stabilnost delovanja: valovna dolžina laserskih diod se spreminja s temperaturo, kar ni dovoljeno za komunikacijske sisteme, ki zahtevajo natančne valovne dolžine. Z natančnim nadzorom temperature laserske diode lahko TEC vzdržuje stabilnost svoje delovne valovne dolžine in s tem zagotovi stabilnost delovanja laserske diode.
Izboljšajte kakovost in življenjsko dobo izhoda: Stabilnost temperature ne vpliva samo na valovno dolžino, ampak tudi na izhodno moč in način delovanja laserja. Ustrezen nadzor temperature lahko izboljša kakovost izhoda laserja, hkrati pa zmanjša toplotno obremenitev, ki jo povzročajo temperaturna nihanja, in tako podaljša življenjsko dobo laserske diode.
Izpolnjevanje posebnih zahtev: Različne vrste laserskih diod imajo lahko različne temperaturne zahteve. Na primer, koeficient odmika med valovno dolžino in temperaturo laserjev DFB (porazdeljena povratna informacija) je približno 0.1nm/stopino, kar pomeni, da je lahko odmik valovne dolžine do 7 nm v temperaturnem območju od 0 do 70 stopinj. Uporaba TEC lahko pomaga nadzorovati stabilnost valovne dolžine laserjev v teh temperaturnih območjih, da zadosti potrebam posebnih aplikacij.

TEC ima široko paleto termoelektričnih hladilnih naprav, vključno z enostopenjskimi termoelektričnimi hladilnimi napravami, večstopenjskimi termoelektričnimi hladilnimi napravami, mikro termoelektričnimi hladilnimi napravami, obročastimi termoelektričnimi hladilnimi napravami in drugimi vrstami.
Razvrstitev:
1. Enostopenjska serija: glede na različne proizvodne procese je razdeljena na konvencionalne serije, serije z visoko močjo, serije z visoko temperaturo in serije izdelkov, ki jih je mogoče reciklirati. Enostopenjski serijski izdelki so standardni izdelki TEC, ki imajo višjo zmogljivost, večjo zanesljivost in različne. Na voljo v širokem razponu hladilne zmogljivosti, geometrije in vhodne moči, uporabljajo pa se predvsem v industrijski, laboratorijski opremi, medicinski, vojaški in druga področja.
2. Večstopenjska serija: Uporablja se predvsem na območjih z velikimi temperaturnimi razlikami ali nizkimi temperaturnimi zahtevami. Ta tip TEC ima majhno hladilno moč in je primeren za priložnosti, ki zahtevajo manjšo in srednjo hladilno moč ter velike temperaturne razlike. Običajno se uporablja v IR-zaznavanju, CCD in fotoelektričnih poljih. Zasnova različnih načinov zlaganja lahko zadosti potrebam globokega hlajenja. Ta tip hladilnika lahko doseže večjo temperaturno razliko kot enostopenjski TEC.
3. Mikro serija: Zasnovano in razvito za okolje z visoko temperaturo in majhnim prostorom. Izdelki, razviti z uporabo naprednih proizvodnih procesov iz visoko zmogljivih termoelektričnih materialov. Izdelki, kot so laserski oddajniki, optični sprejemniki in črpalni laserji, se običajno uporabljajo v industriji optičnih komunikacij.
4. Serija obročev: Primerna za aplikacije s srednjo močjo hlajenja. Ta serija izdelkov ima okroglo luknjo v sredini vroče in hladne strani keramike za namestitev izboklin za optično, mehansko pritrditev ali temperaturne sonde. Običajno se uporablja v industrijski, električni opremi, laboratorijski in optoelektronski opremi ter na drugih področjih.

V primerjavi s tradicionalnimi mehanskimi metodami hlajenja tehnologija termoelektričnega hlajenja ne zahteva hladilnega sredstva in je okolju prijazen polprevodniški način hlajenja z majhno velikostjo, majhno težo, brez vibracij, brez hrupa, natančnim nadzorom temperature, visoko zanesljivostjo in s prednostmi, kot so Deluje pod poljubnim kotom, je termoelektrična tehnologija ena izmed pomembnih tehničnih rešitev tudi na določenih področjih uporabe.
Prednosti termoelektrične hladilne tehnologije TEC:
Aktivno hlajenje: Termoelektrično hlajenje je metoda aktivnega hlajenja, ki lahko ohladi predmete pod temperaturo okolice, kar je pri običajnih radiatorjih nemogoče. Z uporabo večstopenjskih termoelektričnih hladilnikov v vakuumskem okolju je mogoče doseči še nižje temperature, do -100 stopinj.
Hlajenje od točke do točke: Termoelektrično hlajenje ima kompaktno strukturo in lahko doseže natančen nadzor temperature v majhnem prostoru ali območju ter lahko celo doseže hlajenje od točke do točke, česar ni mogoče doseči z drugimi metodami hlajenja.
Visoka zanesljivost: Termoelektrično hlajenje nima gibljivih delov, je visoko zanesljivo in lahko deluje dolgo časa brez vzdrževanja. Primeren je za sisteme, ki jih po namestitvi ni enostavno razstaviti ali zahtevajo dolgo življenjsko dobo.
Natančen nadzor temperature: Termoelektrično hlajenje je napajalnik z enosmernim tokom, zmogljivost hlajenja pa je enostavno nastaviti. S prilagoditvijo vhodnega toka je mogoče doseči natančen nadzor hladilne zmogljivosti in temperature, s čimer se doseže stabilnost nadzora temperature, ki je boljša od 0.01 stopinje.
Hlajenje/ogrevanje: Termoelektrična tehnologija ima funkcijo hlajenja in ogrevanja. Isti sistem lahko doseže tako hlajenje kot ogrevanje s preprosto spremembo smeri toka.

Kontaktni podatki:

Če imate kakršne koli ideje, se obrnite na nas. Ne glede na to, kje so naše stranke in kakšne so naše zahteve, bomo sledili svojemu cilju, da svojim strankam zagotovimo visoko kakovost, nizke cene in najboljšo storitev.