半導(dǎo)體激光器散熱方法

 

　　1半導(dǎo)體激光器傳遞熱量環(huán)節(jié)

 

　　半導(dǎo)體激光器正常工作時發(fā)出的熱量大多是經(jīng)過沉淀發(fā)散，激光器的熱量散熱主要有初級散熱和次級散熱。激光器工作芯片經(jīng)過多次復(fù)雜多變的工藝技術(shù)進(jìn)行初級散熱。而次級散熱可以和冷卻物質(zhì)發(fā)生最為直接的作用，從而使的熱量消失。激光器產(chǎn)生的熱量依次由焊接間，絕緣間，初級散熱，次級散熱后進(jìn)行最終的消散。其中，在激光器發(fā)光功效一定程度中，想要有效減少激光器的溫度就必須要做到這兩點(diǎn)：一方面是，可以采用減少冷卻液的溫度，以此通過增加溫度的差別來達(dá)到溫度的消散。例如實用的辦法就是實用液氮方法。因為半導(dǎo)體激光器在日常的工作環(huán)境下所實用的降溫太強(qiáng)的話，會使得激光器的表面層形成霜，所以當(dāng)出現(xiàn)了結(jié)霜現(xiàn)象，激光器就會產(chǎn)生光線折線功能，甚至嚴(yán)重的情況，會使得激光器發(fā)生電路短路，激光器無法正常工作，所以采用這種方法要嚴(yán)格執(zhí)行操作標(biāo)準(zhǔn)。另一方面是，減輕激光器的芯片溫度和冷卻液的之間的熱阻。例如使用精鋼石膜，這是目前較好的使用方法。

 

　　2激光器的散熱方法研究

 

　　激光器的傳熱導(dǎo)體可以分成固體導(dǎo)熱和流固傳導(dǎo)兩個方面。固體層的熱傳導(dǎo)其中包括熱層的熱阻，各個焊接間的熱阻，絕緣間的熱阻。為了能夠有效減少固體端的熱阻，很多研究人員做出了提升原材料導(dǎo)熱性能的研究，比如使用精鋼石膜可以有效的進(jìn)行熱量的發(fā)散。這種方式相比較傳統(tǒng)的熱沉材質(zhì)，熱阻的功效減輕了百分之四五十，最小電流也得到了很明顯的降低。發(fā)光功效也得到了明顯的提升。雖然固體端熱阻的減輕能夠有效使得激光器的溫度得到緩解，但是根據(jù)相應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，再使用一些硅膠材料作為熱沉材料，其中固體端的熱則僅僅達(dá)到了流體端熱阻的一半，這就代表著激光器的散熱的重中之重就是在于加大流體端的熱阻。傳統(tǒng)方式的熱阻是采用空氣對流方法，伴隨者激光器不斷加大的功率，一些傳統(tǒng)的流體管散熱方式已經(jīng)不夠滿足激光器的散熱需求，因此有著很多新穎的散熱方式應(yīng)運(yùn)而生，例如采用微型通道散熱方法，噴霧方式冷卻等。