Hoʻoluʻolu Hoʻoili Hoʻokaʻaʻike: ʻO ke "Ala Mālie" no nā noi Diode Bar Laser Mana Kiʻekiʻe

I ka hoʻomau ʻana o ka ʻenehana laser mana kiʻekiʻe i ka holomua wikiwiki, ua hoʻohana nui ʻia nā Laser Diode Bars (LDBs) i ka hana ʻoihana, ke ʻoki kino lapaʻau, LiDAR, a me ka noiʻi ʻepekema ma muli o ko lākou nui o ka mana a me ka hoʻopuka ʻana i ka mālamalama kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, me ka hoʻonui ʻia ʻana o ka hoʻohui ʻana a me ke au hana o nā ʻāpana laser, ke lilo nei nā pilikia hoʻokele wela i mea koʻikoʻi—e hoʻopilikia pololei ana i ka paʻa o ka hana a me ke ola o ka laser.

Ma waena o nā ʻano hoʻolālā hoʻokele wela like ʻole, kū ka Contact Conduction Cooling ma ke ʻano he hoʻokahi o nā ʻano hana koʻikoʻi a hoʻohana nui ʻia i ka hoʻopili ʻana i ka laser diode bar, mahalo i kona ʻano maʻalahi a me ke alakaʻi wela kiʻekiʻe. Ke nānā nei kēia ʻatikala i nā kumumanaʻo, nā noʻonoʻo hoʻolālā koʻikoʻi, ke koho ʻana i nā mea, a me nā ʻano e hiki mai ana o kēia "ala mālie" i ka kaohi wela.

1. Nā Kumumanaʻo o ka Hoʻoluʻolu ʻana o ka Hoʻopili ʻana

E like me ka inoa e hōʻike nei, hana ka hoʻoluʻu hoʻopili hoʻokaʻaʻike ma ka hoʻokumu ʻana i kahi pilina pololei ma waena o ka chip laser a me kahi poho wela, e hiki ai ke hoʻoili wela maikaʻi ma o nā mea conductivity thermal kiʻekiʻe a me ka hoʻolaha wikiwiki ʻana i ke kaiapuni waho.

①The HʻaiPʻAth:

I loko o kahi pā diode laser maʻamau, penei ke ala wela:
ʻĀpana → Papa Solder → Submount (e laʻa, keleawe a keramika paha) → TEC (Thermoelectric Cooler) a i ʻole Heat Sink → Kaiapuni Ambient

②Nā Hiʻohiʻona:

Nā hiʻohiʻona o kēia ʻano hoʻomaʻalili:

Ke kahe wela i hoʻopaʻa ʻia a me ke ala wela pōkole, e hōʻemi pono ana i ka mahana o ka hui ʻana; Hoʻolālā liʻiliʻi, kūpono no ka hoʻopili liʻiliʻi; Ka hoʻokele passive, ʻaʻole pono nā loop hoʻoluʻu hana paʻakikī.

2. Nā Manaʻo Hoʻolālā Koʻikoʻi no ka Hana Thermal

I mea e hōʻoia ai i ka hoʻoluʻu ʻana o ka hoʻopili ʻana i ka pilina, pono e noʻonoʻo pono ʻia nā mea aʻe i ka wā o ka hoʻolālā ʻana i ka hāmeʻa:

① Ke kū'ē wela ma ka Solder Interface

He kuleana koʻikoʻi ko ka conductivity thermal o ka papa solder i ke kūpaʻa wela holoʻokoʻa. Pono e hoʻohana ʻia nā metala conductivity kiʻekiʻe e like me ka hui AuSn a i ʻole indium maʻemaʻe, a pono e hoʻomalu ʻia ka mānoanoa a me ke kūlike o ka papa solder e hōʻemi i nā pale wela.

② Koho Mea Hana Submount

ʻO nā mea submount maʻamau e komo pū ana me:

Keleawe (Cu): Hoʻokele wela kiʻekiʻe, kūpono ke kumukūʻai;

ʻO ke keleawe Tungsten (WCu)/Molybdenum Copper (MoCu): ʻOi aku ka maikaʻi o ka hoʻohālikelike ʻana o CTE me nā ʻāpana liʻiliʻi, e hāʻawi ana i ka ikaika a me ka conductivity;

ʻAlumini Nitride (AlN): ʻO ka pale uila maikaʻi loa, kūpono no nā noi uila kiʻekiʻe.

③ Ka maikaʻi o ka hoʻopili ʻana i ka ʻili

Hoʻopilikia pololei ka ʻili ʻili, ka palahalaha, a me ka maʻalahi o ka pulu i ka pono o ka hoʻoili wela. Hoʻohana pinepine ʻia ka poli ʻana a me ke kau ʻana i ke gula e hoʻomaikaʻi i ka hana hoʻopili wela.

④ Hoʻēmi i ke Ala Wera

Pono ka hoʻolālā kūkulu e hoʻopōkole i ke ala wela ma waena o ka ʻāpana a me ka poho wela. E pale i nā papa mea waena pono ʻole e hoʻomaikaʻi i ka pono holoʻokoʻa o ka hoʻopuehu wela.

3. Nā Kuhikuhi Hoʻomohala i ka Wā E Hiki Mai Ana

Me ke ʻano e hoʻomau nei i ka miniaturization a me ka nui o ka mana, ke ulu nei ka ʻenehana hoʻoluʻu conduction contact i nā ʻaoʻao aʻe:

① Nā TIM Hui Pū ʻia he nui nā papa

ʻO ka hoʻohui ʻana i ka hoʻoili wela metala me ka buffering maʻalahi e hōʻemi i ke kū'ē ʻana o ka interface a hoʻomaikaʻi i ka lōʻihi o ka pōʻaiapuni thermal.

② Pūʻolo Hoʻoheheʻe Wela i Hoʻohui ʻia

Ke hoʻolālā ʻana i nā submounts a me nā poho wela ma ke ʻano he hoʻokahi ʻano i hoʻohui ʻia e hōʻemi i nā pilina pili a hoʻonui i ka pono o ka hoʻoili wela pae ʻōnaehana.

③ Hoʻonui ʻana i ke ʻano Bionic

Ke hoʻopili nei i nā ʻili microstructured e hoʻohālike ana i nā ʻano hana hoʻoheheʻe wela maoli—e like me ke "conduction like tree" a i ʻole "nā ʻano like me ka unahi"—e hoʻonui i ka hana wela.

④ Mana Hoʻomalu Wela Akamai

Hoʻohui pū i nā mea ʻike mahana a me ka mana mana hoʻololi no ka hoʻokele wela adaptive, e hoʻolōʻihi ana i ke ola hana o ka hāmeʻa.

4. Hopena

No nā kaola diode laser mana kiʻekiʻe, ʻaʻole wale ka hoʻokele wela he pilikia loea—he kahua koʻikoʻi ia no ka hilinaʻi. ʻO ka hoʻoluʻu ʻana o ka hoʻopili ʻana, me kona mau ʻano kūpono, oʻo, a me ke kumukūʻai kūpono, ʻo ia kekahi o nā hopena nui no ka hoʻopuehu ʻana i ka wela i kēia lā.

5. E pili ana iā mākou

Ma Lumispot, lawe mai mākou i ka ʻike hohonu i ka hoʻopili ʻana o ka diode laser, ka loiloi hoʻokele wela, a me ke koho ʻana i nā mea. ʻO kā mākou misionari ka hāʻawi ʻana i nā hoʻonā laser hana kiʻekiʻe a lōʻihi ke ola i hoʻopilikino ʻia i kāu mau pono noi. Inā makemake ʻoe e aʻo hou aku, hoʻokipa maikaʻi mākou iā ʻoe e hoʻokaʻaʻike mai i kā mākou hui.