半导体制冷器“无限级联”温差电对工作参数的理论分析

在普通温差电对的ｐ型和ｎ型电臂之间淀积一层厚度适当的银膜实现短接,可在单级温差电对中形成类似多级半导体制冷器的无限级微温差电对串联,从而提高电对的制冷量和制冷温差．实验证明,这种“无限级联”温差电对的最大制冷温差可提高到普通电对的１．５～３倍．本文通过合理的简化,求解导热微分方程,给出“无限级联”温差电对的理论工作参数,并且给出焦耳热在电对冷端和热端的分配情况,从而在理论上对这种电对结构的优越性作出解释．     

半导体制冷器的进展

半导体制冷器具有微型化、轻量化、无振动、长寿命等许多重要优点。目前３００Ｋ室温下优值系数Ｚ最高的半导体制冷材料是Ｐ型Ａｇ０．５８ＣＵ０．２９Ｔｉ０．９４Ｔｅ四元合金,２００－３００Ｋ普冷范围内三元Ｂｉ２Ｔｅ３－Ｓｂ２Ｔｅ３－Ｓｂ２Ｓｅ３固溶体合仍然应用最广且性能优良,而２０－２００Ｋ低温下则是Ｂｉ－Ｓｂ合金热电性能最好,电臂材料是决定半导体制冷器性能的主要因素,但通过改进电臂结构,设计特殊的电臂联     

四级微型半导体制冷器的环境实验

通过对我们研制的四级微型半导体制冷器所做环境实验结果,初步确定了该器件所能承受严酷环境的程度,证明了它是一种能够在许多恶劣环境下工作的半导体器件,从而为半导体制冷器在红外及其他许多领域的应用提供了实验依据。     

基于半导体制冷器的"纯净电源"

提出了一种基于半导体制冷器的"纯净电源"方案,该电源具有电气安全性能优异,抗干扰能力强,输出纯净,寿命长,体积小等特点.指出了其能源转化效率低.负载能力低,需采用适当的高温防护措施等应用局限性,并给出了模型测试结果.     

一种测试半导体制冷器的瞬态方法

ZT值、最大制冷温差和响应时间是表征半导体制冷器性能的重要参数.文中介绍了一种能同时测量这三个参数的瞬态方法,并讨论了热沉对测试结果的影响.利用一个由恒流脉冲发生器和数据采集卡组成的简单测试系统测得制冷器在小电流下的电阻电压和塞贝克电压,通过这两个电压推导出ZT值、最大制冷温差.这种瞬态方法是非接触式测量,准确度高,可用于薄膜热电器件测试;另外瞬态方法耗时短,可大大缩短半导体制冷器可靠性测试的周期.采用这种方法对4mm×4mm×2.4mm的热电制冷器进行实验,环境温度300K时,测得ZT值为0.39,最大温差58.5K,响应时间20s.     

热电制冷器的等效电路模拟与分析

作为半导体激光器组件的重要一部分，热电制冷器（TEC）工作特性的模拟对激光器组件的设计与优化有着重要的意义。根据实际器件的结构模型，建立了考虑各种影响因素所造成的附加热阻和接触电阻的数学模型，进而推导出TEC的等效电路模型。用SPICE进行了TEC各种特性的仿真和讨论，分析了环境温度、制冷功率、附加热阻、接触电阻、工作电流以及电流源等对TEC工作特性的影响。采用等效电路模拟对于TEC的设计、优化和应用控制是一种有效的方法。     

基于半导体制冷器的小型黑体参考源设计

文章针对红外热像仪在实际应用中非均匀性多点校正问题,选择了体积小、制冷迅速的半导体制冷器作为黑体参考源,并采用模糊-PID控制算法对参考源进行控制,设计出一种精度高、便于安装并且能够进行多温度点控制的小型黑体参考源.经过测试和分析,对黑体的稳定性、发射率和均匀性做出了客观的评价,表明了该设计具有较强的实用性.     

半导体制冷器作为标定物的红外成像仪隐式标定

为了快速、精确地定位红外光斑的二维空间位置,提出利用半导体制冷器(TEC)作为标定点源的红外成像仪隐式标定方法.首先采用高分辨率的可见光CCD相机和已知空间坐标的高精度网格,用直接线性变换标定法求得热源的高精度空间坐标,然后利用质心型增长法分割红外图像得到其中心亮点坐标,再求解出红外图像像素坐标与空间坐标之间的转换矩阵.实验研究表明:用探测器320×240,波段8～12μm的红外成像仪拍摄200mm×100 mm的空间视场,使用直接线性法标定带有8个TEC的靶标,标定误差小于0.4mm.该方法简单、精度高,为红外成像仪的二维标定探索了一种低成本、高精度的途径.     

半导体太阳电池最佳工作参数计算新法

本文提出一个计算半导体太阳电池最佳工作参数的新方法,用它计算之结果与实测数据相比,误差在(1—3)％以内.     

含内热源密闭空间两级半导体制冷器瞬态特性分析

针对工作在含内热源密闭空间的空冷和热管式两级热电制冷装置,分别建立了瞬态性能计算模型,得到了制冷空间温度、模块两端温差,以及制冷系数随时间的变化规律;对比两种散热方式对装置特性的影响;分析了工作电流和热电偶热冷两级面积比,对温度、耗时和制冷系数的影响。结果表明:当元件功率为6W时,空冷和热管式制冷器温度分别比无热源时升高了8.28和7.86℃,热管式的制冷温度比空冷式低1.85℃,制冷系数比空冷式高12.12%。     

外部光反馈对强耦合外腔半导体激光器特性影响的理论分析

本文从理论上分析了外部光反馈对强耦合外腔半导体激光器特性的影响，对相干外部光反馈和非相干外部光反馈两种情形的分析结果均表明强耦合外腔半导体激光器可将半导体激光器所能容忍的临界光反馈强度提高大约２０ｄＢ以上，同时得出了长外腔和强耦合有利于提高外腔半导体激光器抗反馈能力的结论。     

半导体激光器的光谱及参数测量

半导体激光器的输出光谱,反映了激光器本身的基本工作特性。本文从实验上研究了半导体激光器的输出光谱特性随偏置电流而变化的关系,并对其进行了理论分析。在此基础上,进一步测得了半导体激光器的热阻,增益峰值波长和纵模波长对载流子密度的相对变化率等基本参量。     

对于1m管式间接蒸发冷却器冷却效果测试与分析

简述了管式间接蒸发冷却器的原理结构,并对管式间接蒸发冷却器的换热管管长设置为1 m,在不同二次/一次风量比的条件下对风量、温度、相对湿度、温降参数等进行实验测试,与1.5 m管式间接蒸发冷却器进行测试对比.测试结果表明,1 m管式间接蒸发冷却器二次/一次空气风量比为0.75时,湿球效率较高为55.6％.对影响降温效果的因素进行简要的分析,与1.5 m管式间接蒸发冷却器进行对比分析,提出在条件允许的前提下优先采用1.5 m管式间接蒸发冷却器.     

耦合垂直腔面发射激光器的阈值及输出特性

针对耦合垂直腔面发射激光器,利用边界条件,结合激光器的中间DBR层的耦合传输矩阵,推导出了不同激射波长工作时,两腔内光场应满足的方程,由此得到两腔光子之间的耦合因子,然后结合稳态载流子速率方程,按照激射波长,得出了器件的四种工作状态,并详细地讨论了顶腔和底腔注入电流对器件输出特性的影响.     

分析半导体器件纵向结构参数均匀性

半导体材料中的缺陷和离子注入掺杂的不均匀性，将直接影响器件的主要电参数，甚至会降低产品的成品率，所以，分析半导体器件纵向结构参数的均匀性，在生产中起重要作用。进一步而言，此类分析能用来检验出直拉硅单晶中存在着的两种缺陷，还能给出离子注入机在扫描过程中引起的掺杂不均匀性的详细的描述。     

随机工艺变化下互连线ABCD参数建模与仿真

集成电路的不断发展使得互连线的随机工艺变化问题已经成为影响集成电路设计与制造的重要因素。基于电报方程建立了工艺变化下互连线的分布参数随机模型,推导出互连线ABCD参数满足的随机微分方程组,并提出了基于蒙特卡洛法的互连线ABCD参数统计分析方法,通过对ABCD参数各参量系数的正态性进行偏度-峰度检验,给出了最差情况估计。实验结果表明所提出的互连线随机模型及统计分析方法可以对工艺变化下的互连线传输性能进行有效的评估。     

非均匀分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性

分布反馈半导体光放大器(DFB-SOAs)具有较低的双稳上跳阈值，因而在光学信息处理方面有一定的应用前景。引入空间相移、啁啾等非均匀性后，其双稳特性可得到进一步改善。由于系统的传输速率受到脉冲下降沿形变及开启延时的限制，因此对其动态双稳特性的研究很有必要。从耦合模方程及载流子速率方程出发，数值分析了相移、啁啾分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性。结果表明，相移使出射脉冲下降沿的形变及开启延迟随初始失谐量的减小呈现先恶化后缓和的趋势，引入啁啾可明显抑制脉冲下降沿的形变，但是增加了开启延迟所需的功率过载量。     

半导体激光器非线性频域分析方法及其主要特性参数的提取

本文基干半导体激光器（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ，ＬＤ）大信号等效电路模型，结合全频域技术，开发了一种新的ＬＤ非线性分析方法，得到了一组提取器件主要特性参数的解析公式。采用这套公式计算的结果与有关文献的结果对比吻合一致，表明本文方法切实可行，是建立配合发展ＬＤ高速组件综合宽带匹配技术理论体系的良好基础。     

同步扫描水下激光成像系统主要光学参数的理论分析

本文介绍了距离选通和同步扫描两种水下激光成像技术发展现状。从理论上计算了同步扫描系统的信号光和后向散射光传回到探测器端的辐照度与衰减长度的定量关系。减小视场角和增大光源到探测器的间隔可提高成像距离。一般水质下成像距离理论值约１２倍衰减长度。     

用于求解TSP的HOPFIELD／TANK网络模型的特性及参数的理论分析＊

本文对于Hopfield/Tank网络模型在求解TSP的特性进行了理论分析。建立了参数之间的关系准则。