Habang ang high-power laser technology ay patuloy na sumusulong nang mabilis, ang Laser Diode Bars (LDBs) ay naging malawakang ginagamit sa industriyal na pagpoproseso, medikal na operasyon, LiDAR, at siyentipikong pananaliksik dahil sa kanilang mataas na power density at mataas na liwanag na output. Gayunpaman, sa pagtaas ng integration at operating current ng laser chips, nagiging mas kitang-kita ang mga hamon sa thermal management—direktang nakakaapekto sa performance stability at lifetime ng laser.
Kabilang sa iba't ibang estratehiya sa pamamahala ng thermal, ang Contact Conduction Cooling ay namumukod-tangi bilang isa sa pinakamahalaga at malawak na pinagtibay na mga diskarte sa laser diode bar packaging, salamat sa simpleng istraktura at mataas na thermal conductivity nito. Tinutuklas ng artikulong ito ang mga prinsipyo, pangunahing pagsasaalang-alang sa disenyo, pagpili ng materyal, at mga trend sa hinaharap ng "kalmang landas" na ito sa thermal control.
1. Mga Prinsipyo ng Contact Conduction Cooling
Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, gumagana ang contact conduction cooling sa pamamagitan ng pagtatatag ng direktang contact sa pagitan ng laser chip at isang heat sink, na nagpapagana ng mahusay na paglipat ng init sa pamamagitan ng mataas na thermal conductivity na materyales at mabilis na pagwawaldas sa panlabas na kapaligiran.
①The HkumainPath:
Sa isang tipikal na laser diode bar, ang heat path ay ang mga sumusunod:
Chip → Solder Layer → Submount (hal., tanso o ceramic) → TEC (Thermoelectric Cooler) o Heat Sink → Ambient Environment
②Mga Tampok:
Nagtatampok ang paraan ng paglamig na ito:
Puro daloy ng init at maikling thermal path, epektibong binabawasan ang temperatura ng junction; Compact na disenyo, na angkop para sa miniaturized na packaging; Passive conduction, hindi nangangailangan ng kumplikadong active cooling loops.
2. Mga Pangunahing Pagsasaalang-alang sa Disenyo para sa Thermal Performance
Upang matiyak ang epektibong paglamig ng conduction ng contact, ang mga sumusunod na aspeto ay dapat maingat na matugunan sa panahon ng disenyo ng device:
① Thermal Resistance sa Solder Interface
Ang thermal conductivity ng solder layer ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa pangkalahatang thermal resistance. Dapat gamitin ang mga high-conductivity na metal gaya ng AuSn alloy o purong indium, at dapat kontrolin ang kapal at pagkakapareho ng solder layer upang mabawasan ang mga thermal barrier.
② Pagpili ng Submount na Materyal
Ang mga karaniwang submount na materyales ay kinabibilangan ng:
Copper (Cu): Mataas na thermal conductivity, cost-effective;
Tungsten Copper (WCu)/Molybdenum Copper (MoCu): Mas mahusay na tugma ng CTE sa mga chips, na nag-aalok ng parehong lakas at conductivity;
Aluminum Nitride (AlN): Napakahusay na electrical insulation, na angkop para sa mga high-voltage na application.
③ Kalidad ng Surface Contact
Direktang nakakaapekto ang pagkamagaspang, flatness, at wettability ng ibabaw ng init. Ang polishing at gold plating ay kadalasang ginagamit upang mapabuti ang pagganap ng thermal contact.
④ Pagbabawas ng Thermal Path
Ang disenyo ng istruktura ay dapat na naglalayong paikliin ang thermal path sa pagitan ng chip at ng heat sink. Iwasan ang mga hindi kinakailangang intermediate na layer ng materyal upang mapabuti ang pangkalahatang kahusayan sa pag-alis ng init.
3. Mga Direksyon sa Pag-unlad sa Hinaharap
Sa patuloy na trend patungo sa miniaturization at mas mataas na density ng kuryente, ang teknolohiya ng pagpapalamig ng pagpapadaloy ng contact ay umuusbong sa mga sumusunod na direksyon:
① Mga Multi-layer Composite TIM
Pinagsasama ang metallic thermal conduction na may flexible buffering upang mabawasan ang resistensya ng interface at mapabuti ang tibay ng thermal cycling.
② Pinagsamang Heat Sink Packaging
Pagdidisenyo ng mga submount at heat sink bilang isang pinagsamang istraktura upang bawasan ang mga interface ng contact at pataasin ang kahusayan sa paglipat ng init sa antas ng system.
③ Pag-optimize ng Bionic Structure
Paglalapat ng mga microstructured na ibabaw na ginagaya ang mga natural na mekanismo ng pag-alis ng init—gaya ng "tulad ng punong pagpapadaloy" o "mga pattern na parang scale"—upang mapahusay ang pagganap ng thermal.
④ Matalinong Thermal Control
Isinasama ang mga sensor ng temperatura at dynamic na kontrol ng kapangyarihan para sa adaptive thermal management, na nagpapahaba sa buhay ng pagpapatakbo ng device.
4. Konklusyon
Para sa mga high-power na laser diode bar, ang thermal management ay hindi lamang isang teknikal na hamon—ito ay isang kritikal na pundasyon para sa pagiging maaasahan. Ang contact conduction cooling, na may mahusay, mature, at cost-effective na mga katangian, ay nananatiling isa sa mga pangunahing solusyon para sa pag-alis ng init ngayon.
5. Tungkol sa Amin
Sa Lumispot, nagdadala kami ng malalim na kadalubhasaan sa laser diode packaging, thermal management evaluation, at pagpili ng materyal. Ang aming misyon ay magbigay ng mataas na pagganap, pang-habambuhay na mga solusyon sa laser na iniayon sa iyong mga pangangailangan sa aplikasyon. Kung gusto mong matuto nang higit pa, malugod naming tinatanggap ka upang makipag-ugnayan sa aming koponan.
Oras ng post: Hun-23-2025