Contact Conduction Cooling: Ang "Kalmado nga Dalan" para sa High-Power Laser Diode Bar Applications

Samtang ang high-power laser nga teknolohiya nagpadayon sa paspas nga pag-uswag, ang Laser Diode Bars (LDBs) kaylap nga gigamit sa industriyal nga pagproseso, medikal nga operasyon, LiDAR, ug siyentipikong panukiduki tungod sa ilang taas nga power density ug taas nga kahayag nga output. Bisan pa, sa nagkadako nga panagsama ug pag-operate sa mga laser chips, ang mga hagit sa pagdumala sa thermal nahimong labi ka prominente-direkta nga nakaapekto sa kalig-on sa pasundayag ug sa tibuok kinabuhi sa laser.

Taliwala sa lainlaing mga estratehiya sa pagdumala sa thermal, ang Contact Conduction Cooling nagbarug isip usa sa labing hinungdanon ug kaylap nga gisagop nga mga teknik sa laser diode bar packaging, salamat sa yano nga istruktura ug taas nga thermal conductivity. Gitun-an niining artikuloha ang mga prinsipyo, importanteng konsiderasyon sa disenyo, pagpili sa materyal, ug umaabot nga mga uso niining “kalma nga dalan” sa pagkontrolar sa init.

1. Mga Prinsipyo sa Pagpabugnaw sa Contact Conduction

Sama sa gisugyot sa ngalan, ang contact conduction cooling nagtrabaho pinaagi sa pag-establisar sa direkta nga kontak tali sa laser chip ug usa ka heat sink, nga makapahimo sa episyente nga pagbalhin sa kainit pinaagi sa taas nga thermal conductivity nga mga materyales ug paspas nga pagkawagtang sa gawas nga palibot.

①The HkaonPath:

Sa usa ka tipikal nga laser diode bar, ang agianan sa kainit mao ang mosunod:
Chip → Solder Layer → Submount (eg, copper o ceramic) → TEC (Thermoelectric Cooler) o Heat Sink → Ambient Environment

②Mga bahin:

Kini nga paagi sa pagpabugnaw adunay:

Konsentrado nga pag-agos sa kainit ug mubo nga agianan sa kainit, epektibo nga pagkunhod sa temperatura sa junction; Compact design, angay alang sa miniaturized packaging; Passive conduction, wala magkinahanglan og komplikado nga active cooling loops.

2. Panguna nga mga Konsiderasyon sa Disenyo alang sa Thermal Performance

Aron masiguro ang epektibo nga pagpabugnaw sa pagpabugnaw sa kontak, ang mga mosunud nga aspeto kinahanglan nga maampingon nga hisgutan sa panahon sa pagdesinyo sa aparato:

① Thermal Resistance sa Solder Interface

Ang thermal conductivity sa solder layer adunay hinungdanon nga papel sa kinatibuk-ang resistensya sa thermal. Ang high-conductivity nga mga metal sama sa AuSn alloy o pure indium kinahanglang gamiton, ug ang solder layer nga gibag-on ug uniformity kinahanglang kontrolahon aron mamenosan ang thermal barrier.

② Pagpili sa Submount nga Materyal

Ang kasagarang submount nga mga materyales naglakip sa:

Copper (Cu): Taas nga thermal conductivity, cost-effective;

Tungsten Copper (WCu)/Molybdenum Copper (MoCu): Mas maayo nga CTE match sa mga chips, nagtanyag sa kalig-on ug conductivity;

Aluminum Nitride (AlN): Maayo kaayo nga electrical insulation, angay alang sa high-voltage nga mga aplikasyon.

③ Kalidad sa Pagkontak sa Ibabaw

Ang kabangis sa nawong, pagkatag, ug pagkabasa direkta nga makaapekto sa kahusayan sa pagbalhin sa kainit. Ang pagpasinaw ug bulawan nga plating sagad gigamit aron mapauswag ang performance sa thermal contact.

④ Pagmenos sa Thermal Path

Ang disenyo sa istruktura kinahanglan nga magpunting sa pagpamubo sa agianan sa init tali sa chip ug sa heat sink. Likayi ang dili kinahanglan nga intermediate nga materyal nga mga lut-od aron mapalambo ang kinatibuk-ang kainit sa pagkawagtang sa kainit.

3. Mga Direksyon sa Umaabot nga Pag-uswag

Uban sa nagpadayon nga uso padulong sa miniaturization ug mas taas nga power density, ang contact conduction cooling technology nag-uswag sa mosunod nga mga direksyon:

① Multi-layer Composite TIMs

Ang paghiusa sa metallic thermal conduction nga adunay flexible buffering aron makunhuran ang resistensya sa interface ug mapaayo ang durability sa thermal cycling.

② Nahiusa nga Heat Sink Packaging

Ang pagdesinyo sa mga submounts ug heat sinks isip usa ka hiniusa nga istruktura aron makunhuran ang mga interface sa pagkontak ug madugangan ang pagkaayo sa pagbalhin sa init nga lebel sa sistema.

③ Pag-optimize sa Bionic Structure

Pag-aplay sa mga microstructured surface nga nagsundog sa natural nga mga mekanismo sa pagwagtang sa kainit—sama sa "tree-like conduction" o "scale-like patterns"—aron mapalambo ang thermal performance.

④ Intelihenteng Thermal Control

Naglakip sa mga sensor sa temperatura ug dinamikong pagkontrol sa kuryente alang sa adaptive thermal management, nga nagpalugway sa kinabuhi sa operasyon sa aparato.

4. Panapos

Para sa high-power laser diode bars, ang thermal management dili lang usa ka teknikal nga hagit-kini usa ka kritikal nga pundasyon alang sa pagkakasaligan. Contact conduction cooling, uban sa iyang episyente, hamtong, ug cost-effective nga mga kinaiya, nagpabilin nga usa sa mga mainstream nga solusyon alang sa heat dissipation karon.

5. Mahitungod Kanato

Sa Lumispot, nagdala kami ug lawom nga kahanas sa pagputos sa laser diode, pagsusi sa pagdumala sa thermal, ug pagpili sa materyal. Ang among misyon mao ang paghatag og taas nga pasundayag, taas nga kinabuhi nga mga solusyon sa laser nga gipahaum sa imong mga panginahanglanon sa aplikasyon. Kung gusto nimo mahibal-an ang dugang, mainiton ka nga giabiabi namon aron makontak ang among team.