大功率半导体激光器热沉结构的数值模拟

为了提高激光器的冷却效果,设计了3种具有不同扩展结构的热沉,包括矩形平行肋、菱形肋片和30°矩形斜肋,模拟计算3种结构对应的热沉芯片的最高温度、器件热阻和水泵功耗。结果表明30°矩形斜肋布置方式可以增强不同流道内流体的扰动,破坏热边界层,提高对流传热系数,换热性能最好;然而,由于倾斜角的存在增加了流动阻力,需要以更高的功耗为代价。综合考虑器件热阻与水泵功耗,矩形平行肋片综合性能最好。     

隧道级联大功率半导体激光器热特性分析

基于光谱法,通过测量靠近衬底的有源区波长的变化来表征其温度的变化,计算了隧道级联多有源区大功率半导体激光器的热阻。与普通半导体激光器相比,随着有源区数目的增多该热阻有增大的趋势,但并没有成倍增加,主要原因是隧道级联半导体激光器的串连电阻没有成倍增加。     

量子阱结构的红外半导体激光器

日本飞秒技术研究协会（Femto Second Technology Research Association)最近开发出一种用于光学开关的半导体器件。与普通的器件相比,该新型器件的特点在于通过开关的光信号衰减能减至最小限度,光信号达到最强水平。这种输出光信号强度高达普通器件的25倍。     

用于泵浦固体激光器的大功率半导体激光材料及器件实用化研究

本课题采用分子束外延技术,生长高质量的大功率半导体激光器材料,并制备高性能的大功率半导体激光器器件,提供给八六三项目的其它课题,制做大功率半导体激光光纤耦合模块,为全固态绿、蓝光激光器系统提供高性能的泵浦源。 经过近5年的研究,在大功率半导体激光器材料生长和器件制备方面取得了很大进展。(1)研制出的808nm,大功率量子阱激光器材料阈值电流密度低(300～400A/cm~2),发光波长准确(808.7±3.0nm)均匀性比较高。(2)用它制备的808nm大功率量     

高功率半导体激光器阵列微通道热沉的温度

微通道热沉是解决高功率半导体激光器阵列散热有效的途径,本文利用有限元方法研究半导体激光器的温度,给出了横向尺寸为200 μm×60 μm单个及间距100μm的3,5,9的微通道热沉中的温度,得到微通道数量影响激光器最高温度变化.结果表明,单个微通道构成的热沉可以把注入电流为36 A稳态工作的激光器阵列冷却到342 K,9个微通道可以冷却到306 K.仿真了增加微通道间距的温度分布,发现为间距260 μm的5个微通道热沉,可以将激光器冷却到308 K.     

锂离子电池热特性及液冷散热研究

针对一款方形硬壳锂电池,首先进行放电温升实验研究电池的热特性.然后设计了一种具有蛇形流道的微通道液冷板,结合电池的生热特点布置电池与液冷板,并利用COMSOL软件模拟研究了不同冷却工况对电池散热性能的影响.结果 表明:随着放电倍率增加电池热效应迅速增强,2C放电时电池最大温度和最大温差已经超出允许范围;蛇形流道微通道液...     

颗粒增强铜基热沉复合材料的研制

本文研究了用常规粉末冶金工艺制备颗粒增强铜基热沉复合材料的机械物理性能。研究结果表明 :采用W和Al2 O3颗粒增强铜基热沉复合材料 ,可以有效地改善烧结铜材料的硬度和抗拉强度 ,提高抗高温回复性能 ;W颗粒增强铜基热沉复合材料比Al2 O3颗粒增强铜基热沉复合材料的热导率要高     

CPCM/液冷复合电池热管理方式优化设计

目的为了解决锂电池组在放电倍率为2.5 C,环境温度为308.15 K下工作时,其最高温度、最大温差可能超过适宜温度的情况。方法建立基于复合相变材料(CPCM)/液冷复合的电池组散热模型,首先通过实验测得锂电池单体相关性能参数,然后利用数值模拟方法讨论CPCM厚度对电池组散热性能的影响。分析得出当CPCM厚度在一定范围内变化时,单一的相变材料冷却方式不能将电池组最高温度控制在适宜的温度范围内,因此提出CPCM/液冷复合散热方式,以复合相变材料厚度、液冷通道间距、液体流速为设计变量,电池组最高温度和最大温差为优化目标进行多目标优化设计。结果结果表明,优化后的电池组最高温度和最大温差分别为316.88K和0.30K,满足设计要求,但相变材料在相变过程中存在泄露的风险。结论相较于单一的相变材料冷却方式,优化后的复合冷却模型能够大幅度降低电池组的最高温度,同时将最大温差控制在安全范围内;在保证散热模型最外层包装结构具有较高导热性的同时也要加强其结构设计,防止相变材料泄露。     

某新能源商用车电池组液冷板热管理方案研究

针对某新能源商用车电池组液冷板系统,采用商用CFD软件进行流场分析,并对其进行散热降温计算和试验验证,最后对液冷板进行设计方案优化。结果表明:采用优化方案后,液冷板电芯最高温度低于温度限值(50℃),电芯之间的温差小于4℃,能够满足电池组的热管理要求,保证电池组工作处在合理温度范围内。     

半导体激光器在实时测温系统中的应用

该论文介绍了一种利用半导体激光器InGaAs I作光源 ,使用钽酸锂热释电探测器作光接收器件 ,以单片机为核心实现的中、高温度实时测量系统。该系统主要由光发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。     

半导体激光器恒温控制系统的高精度温度测量研究

 半导体激光器性能受温度影响较大,为了提高其工作稳定性,设计了一个应用于半导体激光器的恒温控制系统.该系统由05 mA恒流源对Pt100温度传感器供电,采用四线制测量方法获得精确的温度信号.应用TLC2652斩波放大器设计前置放大器,并采用差分放大电路对信号进行后续比较放大.使用半导体制冷器(TEC)制冷,实现系统的恒温控制.经实验数据分析可以看出,该恒温系统可有效地工作,温度控制偏差最大为±002 ℃.通过调节相应参数,可自由设定恒温系统的温度值,应用于不同温度控制环境.     

半导体激光器调制驱动电源的研制与实践

目的　为半导体激光器合成外差干涉研制一调制驱动电源 .方法　选用现有大规模集成芯片 ,设计力求简单、实用、成本低及高性能 .结果　利用数码调制驱动芯片线性区实现各种方式的调频是可行的 .结论　该调制驱动电源满足各种波形的合成外差干涉 ,具有广泛的应用价值 .     

冷压缩机中热沉漏热的数值计算研究

讨论了冷压缩机热沉的两种冷却方式即铜编织带导热冷却和液氮对流冷却,分别对其建立了传热物理模型。以加速器驱动嬗变研究装置(China Initiative Accelerator Driven System,CIADS)项目2 K实验平台中进行测试的小流量冷压缩机为例,对其进行轴向导热的计算,结果表明:铜带导热冷却方式的漏热量沿热沉轴向安装位置的变化存在一个极小值点,而液氮对流冷却方式的漏热量为轴向安装位置的单调函数,前者的漏热量始终大于后者。通过轴向导热的计算,确定出热沉最佳的冷却方式和轴向安装位置。以铜带导热冷却方式,热沉安装在轴向长度30 mm处,此时漏热量存在最小值为9.78 W;以液氮对流冷却方式,最小漏热量为2.71 W。     

半导体所研制成功氮化镓基激光器

中科院知识创新工程重要方向项目“氮化镓基激光器（KGCX2-SW-115）”通过了专家验收。氮化镓基半导体材料是继硅和砷化镓基材料后的新一代半导体材料，被称为第三代半导体材料，它具有宽的带隙，优异的物理性能和化学性能，在光电子领域具有广泛的应用前景和研究价值。用氮化镓基半导体材料研制成的氮化镓基激光器在国防安全领域和光信息存储、激光全色显示、激光打印、大气环境检测、水下通信、双色激光探测等领域具有重要的应用价值。     

Rb原子塞曼调制稳频半导体激光器的实验研究

本文介绍了一种基于塞曼效应的外调制稳频实验系统,并在饱和吸收稳频法的基础上做了优化改进,成功地将激光器频率锁定在了85Rb:5S1/2F=3→5P1/2F'=2co3的吸收锋所对应的频率上.该实验系统结构简单,便于操作,稳定性良好,可以被广泛运用到相关实验中.     

W2Cu面对等离子体梯度热沉材料的制备和性能

采用粉末冶金法制备了 W2Cu面对等离子体梯度热沉材料。对其显微组织、 界面以及重要的热学、 力学性能进行了研究。显微组织观察表明 : 截面成分呈梯度分布 , 并通过高温下元素的扩散 , 实现了组织的连续变化 , 层间没有明显界面 ; 烧结后 Cu形成了连续的网络结构 , 分布在 W颗粒周围。W2Cu梯度材料的化学元素分- 1布和热学、 力学性能沿厚度方向呈梯度变化 , 材料整体的热导率达 151. 4 W·(m·K) 。在 800 ℃ 温差条件下 ,对材料分别进行抗热震和耐热疲劳实验。热震实验后 , 界面处未发现裂纹和开裂现象 , 表现出良好的抗热震性能。经过 83次热循环冲击后 , 观察到了裂缝 , 并探讨了裂缝形成机制。     

外腔半导体激光器阵列波长稳定的实验研究

自由运行的半导体激光器列阵输出激光谱线较宽、中心波长易漂移.为此,本文采用体全息光栅(VBG)构成外腔半导体激光器阵列(EcLD)系统,利用体光栅能够稳定波长、压窄线宽的特点,从而克服上述缺点.实验表明:采用了VBG外腔反馈后,在最好的情况下,LDA的输出光谱宽度从自由运行时的2.3 nm压窄到了O.96 nm;在测试的环境温度变化范围内(14～3l℃),LDA的峰值波长稳定在体光栅布拉格波长808 nm处,输出光的线宽维持在1.14 nm之下;并且,在测试的偏置电流变化范围内(7-13A)峰值波长和谱宽无明显变化.     

光纤光栅半导体激光器激射波长与Bragg波长的偏离

利用包含光纤布拉格光栅(FBG)反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器(FGSL)的理 论模型,对FGSL 的激射波长进行了研究。结果表明激射波长并不一定在FBG布拉格反射波长处;布拉格反射波长相对于激射波长的偏移量与FBG的反射率分布、半导体增益介质的增益谱分布及增益峰值波长有关;激射波长可大于或小于布拉格反射波长。     

热舒适的研究现状与展望

通过对国内外研究现状的综述,分析了热舒适与建筑物室内热环境参数、气流组织以及人员行为特点的关系,就未来需要进一步深入研究的方向进行了展望。