የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ልማት እና አተገባበር ፣ TEC ሞጁል ፣ በ optoelectronics መስክ ውስጥ የፔልቲየር ማቀዝቀዣ

የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ልማት እና አተገባበር ፣ TEC ሞጁል ፣ በ optoelectronics መስክ ውስጥ የፔልቲየር ማቀዝቀዣ

ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ ፔልቲየር ሞጁል (TEC) በልዩ ጥቅሞቹ በኦፕቶኤሌክትሮኒካዊ ምርቶች መስክ የማይፈለግ ሚና ይጫወታል። የሚከተለው በ optoelectronic ምርቶች ውስጥ ስላለው ሰፊ አተገባበር ትንታኔ ነው-

I. ኮር የመተግበሪያ መስኮች እና የድርጊት ዘዴ

1. የሌዘር ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ

• ቁልፍ መስፈርቶች፡ ሁሉም ሴሚኮንዳክተር ሌዘር (ኤል.ዲ.ኤስ)፣ የፋይበር ሌዘር ፓምፕ ምንጮች፣ እና ጠንካራ-ግዛት ሌዘር ክሪስታሎች ለሙቀት በጣም ስሜታዊ ናቸው። የሙቀት ለውጦች ወደዚህ ሊመሩ ይችላሉ-

• የሞገድ ተንሳፋፊ፡ የግንኙነት የሞገድ ርዝመት ትክክለኛነት (እንደ DWDM ስርዓቶች) ወይም የቁሳቁስ ማቀነባበሪያ መረጋጋት ላይ ተጽእኖ ያሳድራል።

• የውጤት ሃይል መዋዠቅ፡ የስርዓት ውፅዓት ወጥነትን ይቀንሳል።

• የመነሻው የአሁኑ ልዩነት፡- ቅልጥፍናን ይቀንሳል እና የኃይል ፍጆታን ይጨምራል።

• አጭር የህይወት ዘመን፡- ከፍተኛ ሙቀት የመሳሪያዎችን እርጅና ያፋጥነዋል።

• TEC ሞጁል፣የቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል ተግባር፡- በተዘጋ የሙቀት መቆጣጠሪያ ስርዓት (የሙቀት ዳሳሽ + ተቆጣጣሪ +TEC ሞጁል፣ TE ማቀዝቀዣ) የሌዘር ቺፕ ወይም ሞጁል የሚሰራ የሙቀት መጠን በጥሩ ነጥብ (በተለምዶ 25°C± 0.1°C ወይም ከዚያ በላይ ትክክለኝነት)፣ የሞገድ ርዝመት መረጋጋትን፣ ቋሚ የኃይል ውፅዓት እና የተራዘመ የህይወት ቆይታን ያረጋግጣል። ይህ እንደ ኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ፣ ሌዘር ማቀነባበሪያ እና የህክምና ሌዘር ላሉት መስኮች መሰረታዊ ዋስትና ነው።

2. የፎቶ ዳሳሾችን / ኢንፍራሬድ ዳሳሾችን ማቀዝቀዝ

• ቁልፍ መስፈርቶች፡-

• የጨለማ ጅረትን ይቀንሱ፡- የኢንፍራሬድ ፎካል አውሮፕላን ድርድር (IRFPA) እንደ ፎቲዲዮድ (በተለይ የኢንጋኤኤስ መመርመሪያዎች በአቅራቢያው-ኢንፍራሬድ ግንኙነት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ)፣ አቫላንሽ ፎቲዮድስ (ኤፒዲ) እና ሜርኩሪ ካድሚየም ቴልራይድ (HgCdTe) በክፍል ሙቀት ውስጥ በአንጻራዊ ሁኔታ ትልቅ የጨለማ ጅረቶች አሏቸው፣ እና የምልክት-ወደ-ጫጫታ ሬሾን (SNR) በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል።

• የሙቀት ድምጽን ማፈን፡ የፈላጊው የሙቀት ጫጫታ ራሱ የመለየት ገደቡን የሚገድበው ዋና ምክንያት ነው (እንደ ደካማ የብርሃን ምልክቶች እና የረጅም ርቀት ምስል ያሉ)።

• ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዝ ሞጁል፣የፔልቲየር ሞጁል (ፔልቲየር ኤለመንቱ) ተግባር፡ የፈላጊ ቺፑን ወይም አጠቃላይ ፓኬጁን ወደ ንዑሳን ድባብ ሙቀቶች (እንደ -40°ሴ ወይም ዝቅተኛ) ያቀዘቅዙ። የጨለማውን እና የሙቀት ጫጫታውን በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሱ እና የመሳሪያውን ስሜታዊነት ፣ የመለየት መጠን እና የምስል ጥራት በከፍተኛ ሁኔታ ያሻሽሉ። በተለይም ከፍተኛ አፈጻጸም ላላቸው የኢንፍራሬድ ቴርማል ምስሎች፣ የምሽት እይታ መሳሪያዎች፣ ስፔክትሮሜትሮች እና የኳንተም ግንኙነት ባለአንድ ፎቶ ዳሳሾች ወሳኝ ነው።

3. ትክክለኛ የኦፕቲካል ስርዓቶች እና አካላት የሙቀት ቁጥጥር

• ቁልፍ መስፈርቶች፡ በኦፕቲካል መድረክ ላይ ያሉት ቁልፍ ክፍሎች (እንደ ፋይበር ብራግ ግሬቲንግስ፣ ማጣሪያዎች፣ ኢንተርፌሮሜትሮች፣ የሌንስ ቡድኖች፣ ሲሲዲ/CMOS ሴንሰሮች) ለሙቀት መስፋፋት እና ለማጣቀሻ የሙቀት መጠን ቅንጅቶች ተጋላጭ ናቸው። የሙቀት ለውጥ በኦፕቲካል መንገዱ ርዝመት፣ የትኩረት ርዝመት ተንሳፋፊ እና በማጣሪያው መሃል ላይ የሞገድ ርዝመት ለውጥን ሊፈጥር ይችላል፣ ይህም የስርዓት አፈጻጸምን ማሽቆልቆል (እንደ ብዥ ያለ ምስል፣ ትክክለኛ ያልሆነ የኦፕቲካል መንገድ እና የመለኪያ ስህተቶች) ያስከትላል።

• TEC ሞጁል፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ተግባር፡-

• ገባሪ የሙቀት መቆጣጠሪያ፡- ቁልፍ የኦፕቲካል ክፍሎች በከፍተኛ የሙቀት አማቂ ኮምፓኒቲካልስ ንጣፍ ላይ ተጭነዋል፣ እና TEC ሞጁል(ፔልቲየር ማቀዝቀዣ፣ፔልቲየር መሳሪያ)፣የቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያ የሙቀት መጠኑን በትክክል ይቆጣጠራል (የቋሚ የሙቀት መጠንን ወይም የተወሰነ የሙቀት መጠንን ጠብቆ ማቆየት)።

• የሙቀት ተመሳሳይነት፡ የስርዓቱን የሙቀት መረጋጋት ለማረጋገጥ በመሳሪያው ውስጥ ወይም በንጥረ ነገሮች መካከል ያለውን የሙቀት ልዩነት ቅልመት ያስወግዱ።

• የአካባቢ መለዋወጦችን መግጠም፡- በውስጥ ትክክለኝነት ኦፕቲካል መንገድ ላይ ለውጫዊ የአካባቢ ሙቀት ለውጦች ተጽእኖ ማካካስ። በከፍተኛ ትክክለኛነት ስፔክትሮሜትሮች ፣ በሥነ ፈለክ ቴሌስኮፖች ፣ በፎቶሊቶግራፊ ማሽኖች ፣ በከፍተኛ ደረጃ ማይክሮስኮፖች ፣ በኦፕቲካል ፋይበር ዳሳሽ ስርዓቶች ፣ ወዘተ በስፋት ይተገበራል ።

4. የ LEDs የአፈፃፀም ማመቻቸት እና የህይወት ዘመን ማራዘም

• ቁልፍ መስፈርቶች፡ ከፍተኛ ሃይል ያላቸው መብራቶች (በተለይ ለግምገማ፣ ለመብራት እና ለአልትራቫዮሌት ማከሚያ) በሚሰሩበት ጊዜ ከፍተኛ ሙቀት ያመነጫሉ። የመገጣጠሚያዎች ሙቀት መጨመር ወደዚህ ይመራል:

• የብርሃን ቅልጥፍና መቀነስ፡ የኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ልወጣ ቅልጥፍና ይቀንሳል።

• የሞገድ ርዝመት ለውጥ፡ የቀለም ወጥነት ላይ ተጽእኖ ያሳድራል (እንደ RGB ትንበያ)።

• የህይወት ዘመንን በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስ፡ የመጋጠሚያው የሙቀት መጠን በሊድስ ህይወት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድረው በጣም አስፈላጊው ነገር ነው (የአርሄኒየስ ሞዴልን ተከትሎ)።

• TEC ሞጁሎች፣የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣዎች፣የቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎች ተግባር፡ ለ LED አፕሊኬሽኖች እጅግ በጣም ከፍተኛ ሃይል ወይም ጥብቅ የሙቀት መቆጣጠሪያ መስፈርቶች (እንደ አንዳንድ ትንበያ ብርሃን ምንጮች እና ሳይንሳዊ ደረጃ የብርሃን ምንጮች ያሉ)፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞጁል፣ ፔልቲየር ኤለመንት ከባህላዊ ሙቀት ሰጭዎች የበለጠ ኃይለኛ እና ትክክለኛ የነቃ የማቀዝቀዝ አቅሞችን ይሰጣል፣ የ LED ውፅዓት የተረጋጋ እና የተረጋጋ የሙቀት መጠን እንዲኖር ያስችላል። ስፔክትረም እና እጅግ በጣም ረጅም የህይወት ዘመን።

II. የTEC ሞጁሎች ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎች ቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያዎች (ፔልቲየር ማቀዝቀዣዎች) በ Opto ኤሌክትሮኒክስ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የማይተኩ ጥቅሞች ዝርዝር ማብራሪያ

1. ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ አቅም፡ የተረጋጋ የሙቀት ቁጥጥርን በ± 0.01°C ወይም ከፍ ያለ ትክክለኛነት፣ እጅግ በጣም ከሚያልፍ ወይም ንቁ የሆነ የሙቀት ማስተላለፊያ ዘዴዎችን ለምሳሌ እንደ አየር ማቀዝቀዣ እና ፈሳሽ ማቀዝቀዝ፣ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎችን ጥብቅ የሙቀት መቆጣጠሪያ መስፈርቶች ማሟላት ይችላል።

2. ምንም የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች እና ማቀዝቀዣዎች የሉም፡- ድፍን-ግዛት ኦፕሬሽን፣ ምንም የኮምፕረርተር ወይም የአየር ማራገቢያ ንዝረት ጣልቃገብነት፣ የማቀዝቀዣ ፍሳሽ ምንም አደጋ፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ አስተማማኝነት፣ ከጥገና ነጻ፣ እንደ ቫኩም እና ቦታ ላሉ ልዩ አካባቢዎች ተስማሚ።

3. ፈጣን ምላሽ እና ተገላቢጦሽ፡ የአሁኑን አቅጣጫ በመቀየር የማቀዝቀዝ/የማሞቂያ ሁነታ በፍጥነት፣በፈጣን ምላሽ ፍጥነት (በሚሊሰከንዶች) መቀየር ይቻላል። በተለይም ጊዜያዊ የሙቀት ጭነቶችን ወይም ትክክለኛ የሙቀት መጠን ብስክሌት የሚያስፈልጋቸው መተግበሪያዎችን (ለምሳሌ የመሣሪያ ሙከራ) ለመቋቋም ተስማሚ ነው።

4. አነስተኛነት እና ተለዋዋጭነት፡- የታመቀ መዋቅር (ሚሊሜትር-ደረጃ ውፍረት)፣ ከፍተኛ የሃይል ጥግግት እና በተለዋዋጭ በቺፕ-ደረጃ፣ በሞጁል ደረጃ ወይም በስርአት ደረጃ ማሸጊያዎች ውስጥ ሊዋሃድ ይችላል፣ ይህም ከተለያዩ ቦታ-የተገደቡ የኦፕቶኤሌክትሮኒካዊ ምርቶች ዲዛይን ጋር ይጣጣማል።

5. የአከባቢ ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፡ አጠቃላይ ስርዓቱን ሳያቀዘቅዙ የተወሰኑ ቦታዎችን በትክክል ማቀዝቀዝ ወይም ማሞቅ ይችላል፣ ይህም ከፍተኛ የኢነርጂ ውጤታማነት ጥምርታ እና ቀለል ያለ የስርዓት ዲዛይን ያስከትላል።

Iii. የመተግበሪያ ጉዳዮች እና የእድገት አዝማሚያዎች

• ኦፕቲካል ሞጁሎች፡- የማይክሮ ቲኢሲ ሞጁል(ማይክሮ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል፣የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ማቀዝቀዝ DFB/EML lasers በተለምዶ በ10G/25G/100G/400G እና ከፍተኛ ተመን ፕላብል ኦፕቲካል ሞጁሎች (SFP+፣ QSFP-DD፣ OSFP) የአይን ጥለት ጥራትን እና የቢት ስህተት ፍጥነትን በሩቅ ርቀት ማስተላለፊያ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

• LiDAR፡ Edge-emitting ወይም VCSEL laser light sources in አውቶሞቲቭ እና ኢንዱስትሪያል ሊዳር የTEC ሞጁሎች ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣዎች፣ ፔልቲየር ሞጁሎች የልብ ምት መረጋጋትን እና ትክክለኛ ትክክለኛነትን ለማረጋገጥ በተለይም የረጅም ርቀት እና ከፍተኛ ጥራትን መለየት በሚፈልጉ ሁኔታዎች።

• የኢንፍራሬድ ቴርማል ምስል ማሳያ፡- ከፍተኛ-መጨረሻ ያልቀዘቀዘ ማይክሮ-ራዲዮሜትር ፎካል አውሮፕላን አደራደር (UFPA) በስራው የሙቀት መጠን (በተለምዶ ~ 32°C) በአንድ ወይም በብዙ የ TEC ሞጁል ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ደረጃዎች የተረጋጋ ሲሆን ይህም የሙቀት ተንሸራታች ድምጽን ይቀንሳል። የማቀዝቀዣ መካከለኛ-ማዕበል / ረጅም-ማዕበል ኢንፍራሬድ መመርመሪያዎች (MCT, InSb) ጥልቅ ማቀዝቀዝ ያስፈልጋቸዋል (-196 ° ሴ በ Stirling ማቀዝቀዣዎች ማሳካት ነው, ነገር ግን በትንሹ አፕሊኬሽኖች ውስጥ, TEC ሞጁል ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል, ፔልቲየር ሞጁል ለቅድመ ማቀዝቀዣ ወይም ሁለተኛ ደረጃ የሙቀት መቆጣጠሪያ መጠቀም ይቻላል).

• ባዮሎጂካል ፍሎረሰንስ ማወቂያ/Raman spectrometer፡- የሲሲዲ/CMOS ካሜራን ወይም የፎቶmultiplier ቱቦ (PMT) ማቀዝቀዝ ደካማ የፍሎረሰንስ/Raman ምልክቶችን የመለየት ገደብ እና የምስል ጥራትን በእጅጉ ያሳድጋል።

• የኳንተም ኦፕቲካል ሙከራዎች፡ ለነጠላ የፎቶ መመርመሪያዎች ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያቅርቡ (እንደ ሱፐርኮንዳክቲንግ ናኖዋይር SNSPD፣ ይህም እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያስፈልገዋል፣ነገር ግን Si/InGaAs APD በተለምዶ በ TEC ሞዱል፣ በቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል፣ በቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ TE ማቀዝቀዣ) እና ለተወሰኑ የኳንተም ብርሃን ምንጮች ይቀዘቅዛል።

• የእድገት አዝማሚያ: የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል ምርምር እና ልማት, ቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያ, TEC ሞጁል ከፍተኛ ብቃት ያለው (የ ZT እሴት መጨመር), ዝቅተኛ ዋጋ, አነስተኛ መጠን እና ጠንካራ የማቀዝቀዝ አቅም; ከላቁ የማሸጊያ ቴክኖሎጂዎች (እንደ 3D IC፣ Co-Packaged Optics ያሉ) ጋር በይበልጥ በቅርበት የተቀናጀ; ብልህ የሙቀት ቁጥጥር ስልተ ቀመሮች የኃይል ቆጣቢነትን ያሻሽላሉ።

የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣዎች፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁሎች፣ ፔልቲየር ኤለመንቶች፣ የፔልቲየር መሳሪያዎች የዘመናዊ ከፍተኛ አፈጻጸም የኦፕቶኤሌክትሮኒክ ምርቶች ዋና የሙቀት አስተዳደር አካላት ሆነዋል። ትክክለኛው የሙቀት መቆጣጠሪያው ፣ የጠንካራ ሁኔታ አስተማማኝነት ፣ ፈጣን ምላሽ ፣ እና አነስተኛ መጠን እና ተለዋዋጭነት እንደ የሌዘር የሞገድ ርዝመቶች መረጋጋት ፣ የመመርመሪያ ትብነት መሻሻል ፣ በኦፕቲካል ስርዓቶች ውስጥ የሙቀት መንሸራተትን መገደብ እና ከፍተኛ ኃይል ያለው የ LED አፈፃፀምን የመሳሰሉ ቁልፍ ተግዳሮቶችን በብቃት ይፈታል ። የኦፕቶኤሌክትሮኒካዊ ቴክኖሎጂ ወደ ከፍተኛ አፈፃፀም ፣ አነስተኛ መጠን እና ሰፊ አፕሊኬሽን እየተሻሻለ ሲመጣ ፣ TECmodule ፣peltier cooler ፣peltier module የማይተካ ሚና መጫወቱን ይቀጥላል ፣እና ቴክኖሎጂው ራሱ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ የሚሄዱ መስፈርቶችን ለማሟላት እየፈለሰ ነው።