خنک کننده های ترموالکتریک از رانش حرارتی در سیستم های نوری فشرده جلوگیری می کند - اخبار

فن آوری فوتونیک به سمت عوامل شکل کوچکتر و چگالی توان بالاتر حرکت می کند. همانطور که اجزای نوری از بسته های گسسته به مدارهای فوتونی یکپارچه تکامل می یابند، شار گرما در واحد سطح به شدت افزایش می یابد. یک دیود لیزری که در چند میلی‌متر منطقه بسته‌بندی کار می‌کند، می‌تواند چگالی حرارت موضعی بیش از 100 وات بر سانتی‌متر تولید کند.²به عنوان مثال، در حالی که اپتیک های بسته بندی شده و سایر زیرمجموعه های نوری متراکم این مقادیر را حتی بالاتر می برند.

اثرات حرارتی به طور مستقیم بر عملکرد نوری تأثیر می گذارد. طول موج، توان خروجی، رفتار مدولاسیون و نویز آشکارساز با دما متفاوت است. برای سیستم‌هایی که حاشیه‌های عملکرد در آن‌ها باریک است، حتی انحرافات حرارتی کوچک می‌تواند به ناهماهنگی کانال، خطای اندازه‌گیری یا کیفیت تصویر کاهش یابد. همانطور که دستگاه های فوتونیک فشرده تر و محکم تر یکپارچه می شوند، خنک کننده غیرفعال به تنهایی اغلب فاقد دقت لازم برای حفظ شرایط عملیاتی سازگار است. در نتیجه، کنترل حرارتی فعال به طور فزاینده ای در سطح دستگاه و بسته اجرا می شود.

FIGURE 1. Operating principle of a thermoelectric cooler based on the Peltier effect: When current flows through the semiconductor elements between ceramic substrates, heat is absorbed at the cold side and rejected at the hot side to create a controlled temperature differential across the device.

کولرهای ترموالکتریک و کنترل فعال دما

خنک‌کننده‌های ترموالکتریک (TEC) بر اساس اثر پلتیر کار می‌کنند، یک پدیده حالت جامد-که در آن یک جریان الکتریکی اعمال‌شده، انتقال گرما را در میان اتصالات مواد نیمه‌رسانای غیرمشابه هدایت می‌کند. هنگامی که جریان جریان دارد، گرما به طور فعال از یک طرف دستگاه به طرف دیگر پمپ می شود. برخلاف روش‌های مبتنی بر هیت سینک‌های غیرفعال یا همرفت{3}، دستگاه‌های ترموالکتریک به‌جای تکیه بر پخش و حذف حرارت، کنترل مستقیم دما را ارائه می‌کنند (شکل{4}} را ببینید).

کولرهای ترموالکتریک و کنترل فعال دما

FIGURE 2. A laser diode mounted on a micro thermoelectric inside a TO-can package: The TEC maintains a stable junction temperature to reduce thermal drift.