Дулааны цахилгаан хөргөлтийн модуль, TEC модуль, оптоэлектроникийн салбарт пелтиер хөргөгчийг боловсруулах, ашиглах

Дулааны цахилгаан хөргөлтийн модуль, TEC модуль, оптоэлектроникийн салбарт пелтиер хөргөгчийг боловсруулах, ашиглах

Thermoelectric Cooler, thermoelectric module, Peltier module (TEC) нь өвөрмөц давуу талуудаараа оптоэлектроник бүтээгдэхүүний салбарт зайлшгүй чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дараах нь оптоэлектроник бүтээгдэхүүнд өргөн хэрэглээний дүн шинжилгээ юм.

I. Хэрэглээний үндсэн талбарууд ба үйл ажиллагааны механизм

1. Лазерын температурыг нарийн хянах

• Гол шаардлага: Бүх хагас дамжуулагч лазер (LDS), шилэн лазерын насосны эх үүсвэр, хатуу төлөвт лазерын талстууд нь температурт маш мэдрэмтгий байдаг. Температурын өөрчлөлт нь дараахь зүйлийг үүсгэдэг.

• Долгионы уртын шилжилт: Харилцааны долгионы уртын нарийвчлал (DWDM систем гэх мэт) эсвэл материалын боловсруулалтын тогтвортой байдалд нөлөөлдөг.

• Гаралтын чадлын хэлбэлзэл: Системийн гаралтын тууштай байдлыг бууруулдаг.

• Босго гүйдлийн хэлбэлзэл: Үр ашгийг бууруулж, цахилгаан зарцуулалтыг нэмэгдүүлнэ.

• Богино хугацаа: Өндөр температур нь төхөөрөмжийн хөгшрөлтийг хурдасгадаг.

• TEC модуль, термоэлектрик модулийн функц: Хаалттай хэлхээний температурын хяналтын системээр (температур мэдрэгч + хянагч +TEC модуль, TE хөргөгч) лазер чип эсвэл модулийн ажиллах температурыг оновчтой цэг дээр тогтворжуулж (ихэвчлэн 25°C±0.1°C ба түүнээс дээш нарийвчлалтай) долгионы урт, хамгийн их ашиглалтын хугацааг баталгаажуулж, гаралтын үр ашгийг уртасгана. Энэ нь оптик холбоо, лазер боловсруулалт, эмнэлгийн лазер зэрэг салбаруудын үндсэн баталгаа юм.

2. Фотодетектор/хэт улаан туяаны мэдрэгчийг хөргөх

• Гол шаардлага:

• Харанхуй гүйдлийг багасгах: Фотодиодууд (ялангуяа хэт улаан туяаны холбоонд ашигладаг InGaAs детекторууд), нуранги фотодиодууд (APD), мөнгөн усны кадми теллурид (HgCdTe) зэрэг хэт улаан туяаны фокусын хавтгай массивууд (IRFPA) нь өрөөний температурт харьцангуй их харанхуй гүйдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь SNR-ийн мэдрэгч болон дохионы харьцааг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.

• Дулааны дуу чимээг дарах: Илрүүлэгчийн дулааны шуугиан нь өөрөө илрүүлэх хязгаарыг хязгаарлах гол хүчин зүйл болдог (гэрлийн сул дохио, холын зайн дүрслэл гэх мэт).

• Дулааны цахилгаан хөргөлтийн модуль,Пелтиерийн модуль (пелтиер элемент) функц: Илрүүлэгч чип эсвэл бүхэл багцыг орчны температурт (жишээлбэл -40°C ба түүнээс доош) хөргөнө. Харанхуй гүйдэл, дулааны дуу чимээг мэдэгдэхүйц бууруулж, төхөөрөмжийн мэдрэмж, илрүүлэх хурд, дүрслэлийн чанарыг эрс сайжруулна. Энэ нь өндөр хүчин чадалтай хэт улаан туяаны дулааны зураг авагч, шөнийн харааны төхөөрөмж, спектрометр, квант холбооны нэг фотон мэдрэгч зэрэгт онцгой ач холбогдолтой юм.

3. Нарийвчлалтай оптик систем ба эд ангиудын температурын хяналт

• Гол шаардлага: Оптик платформ дээрх гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд (fiber Bragg тор, шүүлтүүр, интерферометр, линзний бүлгүүд, CCD/CMOS мэдрэгч гэх мэт) нь дулааны тэлэлт болон хугарлын илтгэгчийн температурын коэффициентүүдэд мэдрэмтгий байдаг. Температурын өөрчлөлт нь шүүлтүүрийн төв дэх оптик замын урт, фокусын уртын шилжилт, долгионы уртын шилжилтийг үүсгэж, системийн гүйцэтгэл муудах (бүдгэрүүлсэн зураг, буруу оптик зам, хэмжилтийн алдаа гэх мэт) хүргэдэг.

• TEC модуль, дулаан цахилгаан хөргөлтийн модуль Чиг үүрэг:

• Идэвхтэй температурын хяналт: Гол оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг өндөр дулаан дамжилтын субстрат дээр суурилуулсан бөгөөд TEC модуль (peltier хөргөгч, peltier төхөөрөмж), термоэлектрик төхөөрөмж нь температурыг нарийн хянадаг (тогтмол температур эсвэл тодорхой температурын муруйг хадгалах).

• Температурыг нэгэн төрлийн болгох: Системийн дулааны тогтвортой байдлыг хангахын тулд тоног төхөөрөмж дотор эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох температурын зөрүүг арилгах.

• Байгаль орчны хэлбэлзлийг эсэргүүцэх: Гадаад орчны температурын өөрчлөлтийн дотоод нарийвчлалын оптик замд үзүүлэх нөлөөллийг нөхөх. Энэ нь өндөр нарийвчлалтай спектрометр, одон орны дуран, фотолитографийн машин, дээд зэргийн микроскоп, оптик шилэн мэдрэгч систем гэх мэт өргөн хэрэглэгддэг.

4. Гүйцэтгэлийг оновчтой болгох, LED-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгах

• Гол шаардлага: Өндөр хүчин чадалтай LED (ялангуяа проекц, гэрэлтүүлэг, хэт ягаан туяанд тэсвэртэй) нь ашиглалтын явцад ихээхэн хэмжээний дулаан үүсгэдэг. Холболтын температурын өсөлт нь дараахь зүйлд хүргэдэг.

• Гэрэлтүүлгийн үр ашиг буурсан: Цахилгаан оптик хувиргах үр ашиг багассан.

• Долгионы уртын шилжилт: Өнгөний тогтвортой байдалд (RGB проекц гэх мэт) нөлөөлдөг.

• Ашиглалтын хугацаа эрс багасах: Холболтын температур нь LED-ийн ашиглалтын хугацаанд нөлөөлдөг хамгийн чухал хүчин зүйл юм (Arrhenius загварын дагуу).

• TEC модулиуд, дулаан цахилгаан хөргөгч, дулаан цахилгаан модулиуд Чиг үүрэг: Хэт өндөр хүчин чадалтай эсвэл хатуу температурын хяналтын шаардлага бүхий LED хэрэглээнд (тодорхой проекцын гэрлийн эх үүсвэр, шинжлэх ухааны түвшний гэрлийн эх үүсвэр гэх мэт) термоэлектрик модуль, термоэлектрик хөргөлтийн модуль, peltier төхөөрөмж, peltier элемент нь уламжлалт дулаан дамжуулагчийг илүү хүчтэй, нарийвчлалтайгаар хөргөх чадвартай, LED температурыг идэвхжүүлдэг. өндөр гэрэлтүүлгийн гаралт, тогтвортой спектр, хэт урт наслалтыг хадгалах, аюулгүй, үр ашигтай хүрээ.

II. TEC модулиудын орлуулашгүй давуу талуудын нарийвчилсан тайлбар нь Opto электроникийн хэрэглээний дулаан цахилгаан модулиудын дулаан цахилгаан төхөөрөмж (пелтиер хөргөгч)

1. Температурыг нарийн хянах чадвар: Энэ нь оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийн температурын хяналтын хатуу шаардлагыг хангасан, агаар хөргөх, шингэн хөргөх зэрэг идэвхгүй эсвэл идэвхтэй дулаан ялгаруулах аргуудаас хол давж, ± 0.01 ° C ба түүнээс дээш нарийвчлалтайгаар тогтвортой температурын хяналтыг бий болгож чадна.

2. Хөдөлгөөнт хэсэг, хөргөлтийн бодис байхгүй: Хатуу төлөвт ажиллах, компрессор эсвэл сэнсний чичиргээнд саад учруулахгүй, хөргөлтийн шингэн алдагдах эрсдэлгүй, маш өндөр найдвартай, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, вакуум, орон зай зэрэг тусгай орчинд тохиромжтой.

3. Хурдан хариу үйлдэл ба урвуу байдал: Одоогийн чиглэлийг өөрчилснөөр хөргөх/халаалтын горимыг хурдан хариу өгөх хурдаар (миллисекунд) шууд сольж болно. Энэ нь ялангуяа түр зуурын дулааны ачаалал эсвэл температурын нарийн горимыг шаарддаг (төхөөрөмжийн туршилт гэх мэт) хэрэглэхэд тохиромжтой.

4. Жижигрүүлэх ба уян хатан байдал: Авсаархан бүтэцтэй (миллиметрийн түвшний зузаан), өндөр эрчим хүчний нягтралтай, чип түвшний, модулийн түвшний эсвэл системийн түвшний савлагаанд уян хатан байдлаар нэгтгэгдэж, янз бүрийн орон зайн хязгаарлагдмал оптоэлектроник бүтээгдэхүүний загварт дасан зохицох боломжтой.

5. Орон нутгийн нарийвчлалтай температурын хяналт: Энэ нь системийг бүхэлд нь хөргөхгүйгээр тодорхой халуун цэгүүдийг нарийн хөргөх эсвэл халаах боломжтой бөгөөд ингэснээр эрчим хүчний үр ашгийн харьцаа өндөр, системийн загварыг илүү хялбаршуулна.

Iii. Хэрэглээний тохиолдол ба хөгжлийн чиг хандлага

• Оптик модулиуд: Микро TEC модуль(бичил дулаан цахилгаан хөргөлтийн модуль, дулаан цахилгаан хөргөлтийн модуль хөргөх DFB/EML лазерыг ихэвчлэн 10G/25G/100G/400G ба түүнээс дээш өндөр хурдтай уян харимхай оптик модулиудад (SFP+, QSFP-DD, OSF дамжуулалтын битийн хурдыг баталгаажуулах) ашигладаг.

• LiDAR: Автомашины болон үйлдвэрлэлийн LiDAR дахь ирмэг ялгаруулдаг эсвэл VCSEL лазер гэрлийн эх үүсвэрүүд нь импульсийн тогтвортой байдал, далайцын нарийвчлалыг хангахын тулд TEC модулиудын дулаан цахилгаан хөргөлтийн модулиуд, термоэлектрик хөргөгч, peltier модулиуд, ялангуяа холын зайн болон өндөр нарийвчлалтай илрүүлэх шаардлагатай тохиолдолд шаардлагатай.

• Хэт улаан туяаны дулааны дүрслэл: Өндөр чанартай хөргөлтгүй микро радиометрийн фокусын хавтгай массив (UFPA) нь ажлын температурт (ихэвчлэн ~32°C) TEC модулийн термоэлектрик хөргөлтийн модулийн үе шаттайгаар тогтворжиж, температурын шилжилтийн дуу чимээг бууруулдаг; Хөргөсөн дунд долгион/урт долгионы хэт улаан туяаны детекторууд (MCT, InSb) гүн хөргөх шаардлагатай (-196°C-ийг Stirling хөргөгчинд хийдэг, гэхдээ жижигрүүлсэн хэрэглээнд TEC модулийн термоэлектрик модуль, peltier модулийг урьдчилан хөргөх эсвэл хоёрдогч температурыг хянахад ашиглаж болно).

• Биологийн флюресценц илрүүлэх/Раман спектрометр: CCD/CMOS камер эсвэл фото үржүүлэгч хоолойг (PMT) хөргөх нь сул флюресценц/Раман дохиог илрүүлэх хязгаар болон дүрслэх чанарыг ихээхэн сайжруулдаг.

• Квантын оптик туршилтууд: Нэг фотоны детекторуудад (тухайлбал, хэт бага температур шаарддаг хэт дамжуулагч нано утас SNSPD гэх мэт, харин Si/InGaAs APD нь TEC модуль, термоэлектрик хөргөлтийн модуль, термоэлектрик гэрлийн эх үүсвэр, TE хөргөлтийн эх үүсвэрээр ихэвчлэн хөргөдөг) бага температурт орчинг бүрдүүлэх.

• Хөгжлийн чиг хандлага: Дулааны цахилгаан хөргөлтийн модуль, дулаан цахилгаан төхөөрөмж, өндөр үр ашигтай (ZT-ийн үнэ цэнэ нэмэгдсэн), хямд өртөгтэй, жижиг хэмжээтэй, илүү хүчтэй хөргөх хүчин чадалтай TEC модулийн судалгаа, боловсруулалт; Сав баглаа боодлын дэвшилтэт технологитой илүү нягт уялдаатай (3D IC, Co-packaged Optics гэх мэт); Ухаалаг температурын хяналтын алгоритмууд нь эрчим хүчний үр ашгийг оновчтой болгодог.

Дулааны цахилгаан хөргөлтийн модулиуд, дулаан цахилгаан хөргөгч, термоэлектрик модулиуд, peltier элементүүд, peltier төхөөрөмжүүд нь орчин үеийн өндөр хүчин чадалтай оптоэлектроник бүтээгдэхүүний дулааны удирдлагын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болсон. Температурын нарийн хяналт, хатуу төлөвт найдвартай байдал, хурдан хариу үйлдэл, жижиг хэмжээ, уян хатан чанар нь лазер долгионы уртын тогтвортой байдал, детекторын мэдрэмжийг сайжруулах, оптик систем дэх дулааны шилжилтийг дарах, өндөр хүчин чадалтай LED гүйцэтгэлийг хадгалах зэрэг гол сорилтуудыг үр дүнтэй шийдвэрлэдэг. Оптоэлектроник технологи нь илүү өндөр гүйцэтгэл, жижиг хэмжээс, өргөн хэрэглээ рүү шилжихийн хэрээр TECmodule, peltier хөргөгч, peltier модуль нь орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэсээр байх бөгөөд түүний технологи нь өөрөө улам бүр нэмэгдэж буй шаардлагыг хангахын тулд байнга шинэчлэгдэж байдаг.