當(dāng)人類正進(jìn)入信息和智能化的時(shí)代，激光器深刻地影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)等數(shù)十個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，其中半導(dǎo)體激光器以其轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、能直接調(diào)制等特點(diǎn)在激光器領(lǐng)域起著舉足輕重的作用,正迅速占領(lǐng)過(guò)去由氣體和固體激光器占領(lǐng)的市場(chǎng)。然而，激光器工作時(shí)產(chǎn)生的高溫將極大影響設(shè)備功效，激光器散熱方案多年來(lái)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破，成為業(yè)界共同面對(duì)的難題。2015年4月13日，在德國(guó)舉辦的第六十八屆漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，英國(guó) vrycul（維酷）公司展出液態(tài)金屬導(dǎo)熱片、導(dǎo)熱膏，使半導(dǎo)體激光器散熱方案有了進(jìn)一步優(yōu)化的可能性。
散熱，影響激光器功效的關(guān)鍵
半導(dǎo)體激光器列陣與疊陣散熱問(wèn)題直接關(guān)系到激光器的使用壽命，導(dǎo)致激光器有源區(qū)溫度的迅速提高，從而引起激光器的光學(xué)災(zāi)變，甚至燒毀半導(dǎo)體激光器。所以，研究半導(dǎo)體激光器散熱問(wèn)題是一項(xiàng)非常有意義的工作，也是近些年來(lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域研究重要課題之一。 電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院曾研究溫度對(duì)半導(dǎo)體激光器特性的影響，利用修正的速率方程，借助激光器等效電路模型，使用電路仿真軟件PSpice模擬了溫度對(duì)激光器閾值，激光器頻率響應(yīng)，激光器脈沖調(diào)制特性和激光器啁啾特性的影響，最終得到模擬仿真結(jié)果是在對(duì)速率方程加上溫度修正得到的，如圖所示：
由仿真曲線可以看出溫度的升高對(duì)激光器的性能有著明顯的不利影響。具體表現(xiàn)為：
1 ）隨著溫度的升高激光器的閾值電流顯著增加；
2 ）溫度越高激光器的調(diào)制帶寬越小，調(diào)制的中心頻率越低，同時(shí)輸出光功率也就更低；
3 ）對(duì)于相同的脈沖調(diào)制，溫度越高激光器的輸出功率越低，延遲時(shí)間也越長(zhǎng)；
4 ）溫度越高激光器的瞬態(tài)啁啾越大。
由此可見(jiàn)，溫度對(duì)半導(dǎo)體激光器的影響可以說(shuō)百害而無(wú)一利，我們?nèi)绾尾拍茏龅綔p緩甚至避免溫度對(duì)激光器的影響呢？ 導(dǎo)熱，液態(tài)金屬材料或成新方式
目前，半導(dǎo)體激光器的散熱方法主要是平板熱沉散熱、大通道散熱、針孔通道散熱和微通道散熱，不管是何種散熱方法，熱沉都起到主導(dǎo)作用，同時(shí)導(dǎo)熱介質(zhì)也不容小覷，導(dǎo)熱介質(zhì)直接影響熱沉的散熱效果，所以，導(dǎo)熱介質(zhì)的選擇也至關(guān)重要。我們了解到一家專注于導(dǎo)熱界面研發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)制造的公司—英國(guó)vrycul(維酷)公司，基于自身的專利技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)出創(chuàng)新型的液態(tài)金屬熱界面材料，它是對(duì)傳統(tǒng)熱界面材料的一項(xiàng)突破性革新，或稱為未來(lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的新導(dǎo)熱介質(zhì)。
英國(guó)vrycul(維酷)公司研發(fā)出的新型熱界面導(dǎo)熱材料分為液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和液態(tài)金屬導(dǎo)熱片，為進(jìn)一步了解這款新型導(dǎo)熱界面材料，下面對(duì)比一下傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)銦箔和vrycul(維酷)公司液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏的物化屬性及工作特性。 vrycul液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏相對(duì)傳統(tǒng)熱界面材料典型優(yōu)勢(shì)參數(shù)對(duì)比
通過(guò)對(duì)比vrycul液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏性能優(yōu)勢(shì)總結(jié)如下：
1）熱導(dǎo)率優(yōu)于銦箔介質(zhì)125%-1000%；
2）可靠性/壽命優(yōu)于銦箔產(chǎn)品200%以上；
3）耐高溫能力達(dá)到500ºC，遠(yuǎn)高于銦箔產(chǎn)品（140°C左右）；
4）液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏無(wú)毒，便于手工涂抹或絲網(wǎng)印刷，操作便捷性顯著優(yōu)于銦箔。
同時(shí)，在室溫下，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏呈現(xiàn)膏狀并且為純金屬，充分填充傳熱間隙，增大接觸面積，因?yàn)榻饘俦旧碚扯群艽?，避免了泄露的危險(xiǎn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的傳熱性能，可保證散熱系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
綜上分析，Vrycul(維酷)液態(tài)金屬導(dǎo)熱材料的使用價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)銦箔，在價(jià)格方面，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和銦箔也旗鼓相當(dāng)，而在使用價(jià)值方面，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏遠(yuǎn)勝于銦箔，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏或?qū)⒊蔀槲磥?lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的新型傳熱材料。
散熱，影響激光器功效的關(guān)鍵
半導(dǎo)體激光器列陣與疊陣散熱問(wèn)題直接關(guān)系到激光器的使用壽命，導(dǎo)致激光器有源區(qū)溫度的迅速提高，從而引起激光器的光學(xué)災(zāi)變，甚至燒毀半導(dǎo)體激光器。所以，研究半導(dǎo)體激光器散熱問(wèn)題是一項(xiàng)非常有意義的工作，也是近些年來(lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域研究重要課題之一。 電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院曾研究溫度對(duì)半導(dǎo)體激光器特性的影響，利用修正的速率方程，借助激光器等效電路模型，使用電路仿真軟件PSpice模擬了溫度對(duì)激光器閾值，激光器頻率響應(yīng)，激光器脈沖調(diào)制特性和激光器啁啾特性的影響，最終得到模擬仿真結(jié)果是在對(duì)速率方程加上溫度修正得到的，如圖所示：
1 ）隨著溫度的升高激光器的閾值電流顯著增加；
2 ）溫度越高激光器的調(diào)制帶寬越小，調(diào)制的中心頻率越低，同時(shí)輸出光功率也就更低；
3 ）對(duì)于相同的脈沖調(diào)制，溫度越高激光器的輸出功率越低，延遲時(shí)間也越長(zhǎng)；
4 ）溫度越高激光器的瞬態(tài)啁啾越大。
由此可見(jiàn)，溫度對(duì)半導(dǎo)體激光器的影響可以說(shuō)百害而無(wú)一利，我們?nèi)绾尾拍茏龅綔p緩甚至避免溫度對(duì)激光器的影響呢？ 導(dǎo)熱，液態(tài)金屬材料或成新方式
目前，半導(dǎo)體激光器的散熱方法主要是平板熱沉散熱、大通道散熱、針孔通道散熱和微通道散熱，不管是何種散熱方法，熱沉都起到主導(dǎo)作用，同時(shí)導(dǎo)熱介質(zhì)也不容小覷，導(dǎo)熱介質(zhì)直接影響熱沉的散熱效果，所以，導(dǎo)熱介質(zhì)的選擇也至關(guān)重要。我們了解到一家專注于導(dǎo)熱界面研發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)制造的公司—英國(guó)vrycul(維酷)公司，基于自身的專利技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)出創(chuàng)新型的液態(tài)金屬熱界面材料，它是對(duì)傳統(tǒng)熱界面材料的一項(xiàng)突破性革新，或稱為未來(lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的新導(dǎo)熱介質(zhì)。
英國(guó)vrycul(維酷)公司研發(fā)出的新型熱界面導(dǎo)熱材料分為液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和液態(tài)金屬導(dǎo)熱片，為進(jìn)一步了解這款新型導(dǎo)熱界面材料，下面對(duì)比一下傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)銦箔和vrycul(維酷)公司液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏的物化屬性及工作特性。 vrycul液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏相對(duì)傳統(tǒng)熱界面材料典型優(yōu)勢(shì)參數(shù)對(duì)比
通過(guò)對(duì)比vrycul液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏性能優(yōu)勢(shì)總結(jié)如下：
1）熱導(dǎo)率優(yōu)于銦箔介質(zhì)125%-1000%；
2）可靠性/壽命優(yōu)于銦箔產(chǎn)品200%以上；
3）耐高溫能力達(dá)到500ºC，遠(yuǎn)高于銦箔產(chǎn)品（140°C左右）；
4）液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏無(wú)毒，便于手工涂抹或絲網(wǎng)印刷，操作便捷性顯著優(yōu)于銦箔。
同時(shí)，在室溫下，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏呈現(xiàn)膏狀并且為純金屬，充分填充傳熱間隙，增大接觸面積，因?yàn)榻饘俦旧碚扯群艽?，避免了泄露的危險(xiǎn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的傳熱性能，可保證散熱系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
綜上分析，Vrycul(維酷)液態(tài)金屬導(dǎo)熱材料的使用價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)銦箔，在價(jià)格方面，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和銦箔也旗鼓相當(dāng)，而在使用價(jià)值方面，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏遠(yuǎn)勝于銦箔，液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏或?qū)⒊蔀槲磥?lái)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的新型傳熱材料。
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