Оптоэлектроника тармагында термоэлектрдик муздатуу модулун, TEC модулун, peltier муздаткычын иштеп чыгуу жана колдонуу
Thermoelectric Cooler, термоэлектрдик модулу, Peltier модулу (TEC) өзүнүн уникалдуу артыкчылыктары менен оптоэлектрондук продуктулар тармагында маанилүү ролду ойнойт. Төмөндө оптоэлектрондук продуктыларда анын кеңири колдонулушунун анализи келтирилген:
I. Колдонуунун негизги талаалары жана аракет механизми
1. Лазердин температурасын так көзөмөлдөө
• Негизги талаптар: Бардык жарым өткөргүч лазерлер (LDS), була лазер насостук булактары жана катуу абалдагы лазер кристаллдары температурага өтө сезгич. Температуранын өзгөрүшү төмөнкүлөргө алып келиши мүмкүн:
• Толкун узундугунун дрейфи: Байланыштын толкун узундугунун тактыгына (мисалы, DWDM системаларында) же материалды иштетүүнүн туруктуулугуна таасир этет.
• Чыгуу кубаттуулугунун өзгөрүшү: Системанын чыгышынын ырааттуулугун азайтат.
• Босого токтун өзгөрүшү: натыйжалуулукту төмөндөтөт жана электр энергиясын керектөөнү көбөйтөт.
• Кыскартылган кызмат мөөнөтү: Жогорку температуралар аппараттардын эскиришин тездетет.
• TEC модулу, термоэлектрдик модулдун функциясы: жабык цикл температураны башкаруу системасы аркылуу (температура сенсору + контроллер + TEC модулу, TE муздаткыч), лазер чипинин же модулунун иштөө температурасы оптималдуу чекитте турукташтырылган (адатта 25 ° C ± 0.1 ° C же андан да жогору тактык), толкун узундугунун максималдуу туруктуулугун жана туруктуу кубаттуулуктун иштөө мөөнөтүн узартуу. Бул оптикалык байланыш, лазердик иштетүү жана медициналык лазер сыяктуу тармактар үчүн негизги кепилдик болуп саналат.
2. Фотодетекторлорду/инфракызыл детекторлорду муздатуу
• Негизги талаптар:
• Караңгы токту азайтыңыз: фотодиоддор (айрыкча, жакын инфракызыл байланышта колдонулган InGaAs детекторлору), кар көчкү фотодиоддору (APD) жана сымап кадмий теллуриди (HgCdTe) сыяктуу инфракызыл фокалдык тегиздик массивдери (IRFPA) бөлмө температурасында салыштырмалуу чоң караңгы агымдарга ээ, бул (сигнал-SN-R катышын аныктоо жана сезгичтикти олуттуу төмөндөтөт).
• Термикалык ызы-чууну басуу: Детектордун жылуулук ызы-чуусу аныктоо чегин чектөөчү негизги фактор болуп саналат (мисалы, алсыз жарык сигналдары жана алыскы сүрөткө тартуу).
• Термоэлектрдик муздатуу модулу, Пельтиер модулу (пелтиер элементи) функциясы: Детектордун чипти же бүт пакетин айлана-чөйрөнүн астындагы температурага чейин муздатуу (мисалы, -40°C же андан да төмөн). Карангы токту жана жылуулук ызы-чуусун бир кыйла азайтып, аппараттын сезгичтигин, аныктоо ылдамдыгын жана сүрөттөө сапатын бир топ жакшыртыңыз. Бул өзгөчө инфракызыл тепловизорлор, түнкү көрүү аппараттары, спектрометрлер жана кванттык байланыш бир фотондук детекторлор үчүн өтө маанилүү.
3. Так оптикалык системалардын жана тетиктердин температурасын көзөмөлдөө
• Негизги талаптар: Оптикалык платформанын негизги компоненттери (мисалы, була Брегг торлору, фильтрлер, интерферометрлер, линзалар топтору, CCD/CMOS сенсорлору) жылуулуктун кеңейүүсүнө жана сынуу көрсөткүчүнүн температура коэффициенттерине сезгич. Температуранын өзгөрүшү оптикалык жолдун узундугунун, фокус узундугунун дрейфинин жана чыпканын борборундагы толкун узундугунун өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн, бул системанын иштешинин начарлашына алып келет (мисалы, бүдөмүк сүрөт, так эмес оптикалык жол жана өлчөө каталары).
• TEC модулу, термоэлектрдик муздатуу модулу Функциясы:
• Активдүү температураны көзөмөлдөө: Негизги оптикалык компоненттер жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк субстратына орнотулган жана TEC модулу (пелтиер муздаткычы, пельтиер аппараты), термоэлектрдик түзүлүш температураны так көзөмөлдөйт (туруктуу температураны же белгилүү бир температура ийри сызыгын сактоо).
• Температураны гомогенизациялоо: системанын жылуулук туруктуулугун камсыз кылуу үчүн жабдуулардын ичиндеги же компоненттердин ортосундагы температура айырмасынын градиентин жок кылыңыз.
• Экологиялык термелүүлөргө каршы: тышкы чөйрөнүн температурасынын өзгөрүшүнүн ички тактык оптикалык жолго тийгизген таасирин компенсациялоо. Ал жогорку тактыктагы спектрометрлерде, астрономиялык телескоптордо, фотолитографиялык машиналарда, жогорку микроскоптордо, оптикалык була сезгич системаларында ж.
4. Performance оптималдаштыруу жана LED өмүрүн узартуу
• Негизги талаптар: Жогорку кубаттуулуктагы диоддор (өзгөчө проекциялоо, жарыктандыруу жана UV менен айыктыруу үчүн) иштөө учурунда олуттуу жылуулукту жаратат. Температуранын жогорулашы төмөнкүдөй натыйжаларга алып келет:
• Жарыктын эффективдүүлүгү төмөндөйт: Электр-оптикалык конверсиянын эффективдүүлүгү төмөндөйт.
• Толкун узундугунун жылышы: Түстүн ырааттуулугуна таасир этет (мисалы, RGB проекциясы).
• Өмүрүнүн узактыгынын кескин кыскарышы: Туташуунун температурасы светодиоддордун иштөө мөөнөтүнө таасир этүүчү эң маанилүү фактор (Arrhenius модели боюнча).
• TEC модулдары, термоэлектрдик муздаткычтар, термоэлектрдик модулдар Функциясы: Өтө жогорку кубаттуулуктагы же катуу температураны көзөмөлдөө талаптары бар LED колдонмолору үчүн (мисалы, кээ бир проекциялык жарык булактары жана илимий даражадагы жарык булактары), термоэлектрдик модуль, термоэлектрдик муздатуу модулу, пельтиер аппараты, peltier элементи салттуу муздатуу жөндөмдүүлүгүнө караганда күчтүүрөөк жана так температураны сактай алат. коопсуз жана натыйжалуу диапазон, жогорку жарыктык чыгарууну, туруктуу спектрди жана ультра узак өмүрдү сактоо.
Ii. TEC модулдарынын алмаштырылгыс артыкчылыктарынын деталдуу түшүндүрмөсү Opto электрондук тиркемелериндеги термоэлектрдик модулдар
1. Температураны так көзөмөлдөө жөндөмдүүлүгү: Бул ± 0,01 ° C же андан да жогорку тактык менен туруктуу температураны көзөмөлдөөгө жетише алат, абаны муздатуу жана суюктук муздатуу сыяктуу пассивдүү же активдүү жылуулук диссипациялоо ыкмаларынан ашып, оптоэлектрондук түзүлүштөрдүн катуу температураны көзөмөлдөө талаптарына жооп берет.
2. Кыймылдуу бөлүктөрү жана муздаткыч жок: Катуу абалдагы иштөө, компрессордун же желдеткичтин титирөөсүнө тоскоолдук жок, муздатуучу агенттин агып кетүү коркунучу жок, өтө жогорку ишенимдүүлүк, тейлөөнү талап кылбайт, вакуум жана мейкиндик сыяктуу өзгөчө чөйрөлөргө ылайыктуу.
3. Тез жооп берүү жана кайра кайтаруу: Учурдагы багытты өзгөртүү менен муздатуу/жылытуу режимин тез жооп берүү ылдамдыгы менен (миллисекунд менен) дароо которууга болот. Бул өзгөчө температуранын так циклин талап кылган убактылуу жылуулук жүктөмдөрү менен иштөө үчүн ылайыктуу (мисалы, аппаратты текшерүү).
4. Miniaturization жана ийкемдүүлүк: Compact структурасы (миллиметрдик-деңгээл жоондугу), жогорку электр тыгыздыгы, жана ийкемдүү түрдө чип-деңгээл, модулдук-деңгээл же система-деңгээл пакеттөө, ар кандай мейкиндик-чектелген оптоэлектрондук буюмдардын долбоорлоо ылайыкташтырылышы мүмкүн.
5. Жергиликтүү так температураны көзөмөлдөө: Ал бүт системаны муздатпай туруп, өзгөчө ысык чекиттерди так муздатып же жылыта алат, натыйжада энергиянын эффективдүүлүгү жогору жана системанын дизайны жөнөкөйлөштүрүлөт.
Iii. Колдонуу учурлары жана өнүгүү тенденциялары
• Оптикалык модулдар: Micro TEC модулу (микро термоэлектрдик муздатуу модулу, термоэлектрдик муздатуу модулу муздатуу DFB/EML лазерлери көбүнчө 10G/25G/100G/400G жана андан жогорку ылдамдыктагы pluble оптикалык модулдарда колдонулат (SFP+, QSFP-DD, OSFP катасынын узактыгын камсыз кылуу үчүн).
• LiDAR: Унаа жана өнөр жайлык LiDARдагы Edge-emitting же VCSEL лазердик жарык булактары үчүн TEC модулдары термоэлектрдик муздатуу модулдары, термоэлектрдик муздаткычтар, peltier модулдары импульстун туруктуулугун жана диапазондун тактыгын камсыз кылуу үчүн, айрыкча узак аралыкта жана жогорку чечилиште аныктоону талап кылган сценарийлерде.
• Инфракызыл тепловизор: жогорку класстагы муздатылбаган микро-радиометрдик фокалдык тегиздик массиви (UFPA) иштөө температурасында (адатта ~32°C) бир же бир нече TEC модулунун термоэлектрдик муздатуу модулунун этаптары аркылуу турукташып, температуранын дрейфтин ызы-чуусун азайтат; Муздатылган орто толкун/узун толкундуу инфракызыл детекторлор (MCT, InSb) терең муздатууну талап кылат (-196°C Стирлинг муздаткычтары менен жетишилет, бирок кичирейтилген колдонмолордо TEC модулунун термоэлектрдик модулу, пелтиер модулу алдын ала муздатуу же экинчи температураны көзөмөлдөө үчүн колдонулушу мүмкүн).
• Биологиялык флуоресценцияны аныктоо/Раман спектрометри: CCD/CMOS камерасын же фотомультипликатор түтүгүн (PMT) муздатуу алсыз флуоресценция/Раман сигналдарынын аныктоо чегин жана сүрөттөө сапатын бир топ жогорулатат.
• Кванттык оптикалык эксперименттер: бир фотондуу детекторлор үчүн төмөн температуралуу чөйрөнү камсыз кылуу (мисалы, өтө төмөн температураларды талап кылган супер өткөргүч nanowire SNSPD сыяктуу, бирок Si/InGaAs APD адатта TEC модулу, термоэлектрдик муздатуу модулу, термоэлектрдик жарык булагы, TE муздаткычы менен муздатылат).
• Өнүгүү тенденциясы: Термоэлектрдик муздатуу модулун, термоэлектрдик түзүлүштү, ТЭК модулун изилдөө жана иштеп чыгуу, эффективдүүлүгү жогору (ZT мааниси жогорулады), баасы төмөн, көлөмү азыраак жана муздатуу кубаттуулугу күчтүү; Өркүндөтүлгөн таңгактоо технологиялары менен тыгызыраак интеграцияланган (мисалы, 3D IC, Co-Packaged Optics); Температураны башкаруунун акылдуу алгоритмдери энергиянын натыйжалуулугун оптималдаштыруу.
Термоэлектрдик муздатуу модулдары, термоэлектрдик муздаткычтар, термоэлектрдик модулдар, пельтье элементтери, пельтиер приборлору заманбап жогорку өндүрүмдүүлүктөгү оптоэлектрондук буюмдардын негизги жылуулук башкаруу компоненттери болуп калды. Анын температураны так көзөмөлдөө, катуу абалдын ишенимдүүлүгү, тез жооп берүүсү жана кичинекей өлчөмү жана ийкемдүүлүгү лазердик толкун узундуктарынын туруктуулугу, детектордун сезгичтигин жакшыртуу, оптикалык системалардагы термикалык дрейфти басуу жана жогорку кубаттуулуктагы LED көрсөткүчтөрүн колдоо сыяктуу негизги көйгөйлөрдү натыйжалуу чечет. Оптоэлектрондук технология жогорку өндүрүмдүүлүккө, кичирээк көлөмгө жана кеңири колдонууга карай өнүгүп жаткандыктан, TECmodule, peltier муздаткычы, peltier модулу алмаштырылгыс ролду ойной берет жана анын технологиясы да барган сайын талап кылынган талаптарга жооп берүү үчүн дайыма жаңыланууда.
Посттун убактысы: 03-03-2025
