โซลูชันระบายความร้อนด้วยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการศึกษาครั้งแรกจากต่างประเทศ เทคโนโลยีแรกสุดมีต้นกำเนิดมาจากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น และส่วนใหญ่ใช้ในการทหาร ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีซ้ำแล้วซ้ำเล่า เทคโนโลยีจึงเริ่มนำไปใช้กับตลาดพลเรือนและนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศในประเทศของฉันและอุตสาหกรรมการผลิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมนี้จึงเริ่มมีความต้องการเลเซอร์กำลังสูงเพิ่มมากขึ้น และผู้คนก็เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับอุปกรณ์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงเช่นกัน ในระหว่างการวิจัย พบว่าคุณภาพแสงของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้คนได้อีกต่อไป เพื่อเพิ่มกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ผู้คนเริ่มปรับปรุงและวิเคราะห์อย่างต่อเนื่อง ในระหว่างการวิจัย พบว่าพลังงานไฟฟ้าครึ่งหนึ่งของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนเมื่อมีการใช้งาน หากเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กระจายความร้อนได้ไม่ดีนัก จะส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานและการใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นปัญหาการกระจายความร้อนจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะต้องแก้ไขโดยนักวิจัยในขณะนี้ หนึ่งในปัญหา.
ปัจจุบันวิธีการทำความเย็นหลักของเลเซอร์แบ่งออกเป็นวิธีการทำความเย็นแบบเดิมและวิธีการทำความเย็นแบบใหม่ แบบดั้งเดิมระบายความร้อนวิธีการต่างๆ ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศ การทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์ การพาความร้อนตามธรรมชาติระบายความร้อนฯลฯ และใหม่ระบายความร้อนวิธีการได้แก่: พลิกชิประบายความร้อนและไมโครช่องระบายความร้อน.
วิธีการระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติคือการใช้วัสดุบางชนิดที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อนำความร้อนที่เกิดขึ้นออกไป จากนั้นจึงกระจายความร้อนผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติ ในระหว่างการวิจัย บุคลากรทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคยังพบว่าครีบยังสามารถช่วยกระจายความร้อน และสามารถเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนในระบบกระจายความร้อนเมื่อกระจายความร้อน เมื่ออุณหภูมิเท่ากัน ครีบครีบจะลดลงตามความสูงของครีบที่เพิ่มขึ้น เมื่อใช้พื้นผิวเพื่อวางแผงระบายความร้อนในแนวตั้ง ความสูงจะต้องเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม และผลการกระจายความร้อนจะดีขึ้นโดยการเพิ่มความสูง วิธีการกระจายความร้อนดังกล่าวจะช่วยลดต้นทุนได้มากเมื่อใช้ ในการทำงานจริง ทองแดงหรืออะลูมิเนียมไนไตรด์มักถูกใช้เป็นตัวระบายความร้อน แต่วิธีการระบายความร้อนไม่สามารถตอบสนองความต้องการการกระจายความร้อนของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงได้อย่างเต็มที่
วิธีการระบายความร้อนด้วยของเหลวช่องขนาดใหญ่หากคุณต้องการลดอุณหภูมิของแผงระบายความร้อน คุณต้องสร้างช่องในแผงระบายความร้อน หากคุณต้องการบรรลุผลการทำความเย็น คุณต้องเพิ่มแหล่งน้ำลงในช่องนี้ เพื่อไม่ให้การทำงานของเลเซอร์ล่าช้า เพื่อตอบสนองต่อสิ่งนี้ นักวิจัยพบในระหว่างการวิจัยว่าผลการกระจายความร้อนของโครงสร้างสปอยเลอร์ดีกว่าโครงสร้างช่องแบบเดิม แต่ความดันที่เพิ่มขึ้นในช่องก็จะเกิดขึ้นเช่นกัน การวิจัยพบว่าถึงแม้จะมีการใช้ช่องสัญญาณขนาดใหญ่อย่างกว้างขวาง แต่เนื่องจากกำลังเอาต์พุตเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ช่องระบายความร้อนด้วยน้ำขนาดใหญ่จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความร้อนของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงได้อีกต่อไป
การทำความเย็นแบบสเปรย์คือการพ่นของเหลวทำความเย็นไปยังพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนโดยการทำให้เป็นละอองด้วยความช่วยเหลือของแรงดันเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความเย็น ลักษณะสำคัญของการทำความเย็นแบบสเปรย์คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงและการไหลของน้ำหล่อเย็นต่ำ นักวิจัยพบว่าเมื่อใช้น้ำเป็นตัวกลางและใช้หัวฉีดทรงกรวยแข็งในการทดลอง พื้นผิวที่มีโครงสร้างจุลภาคสามารถเพิ่มผลการแลกเปลี่ยนความร้อนได้ ในระหว่างการศึกษาพบว่าประสิทธิภาพการทำความเย็นของการทำความเย็นแบบสเปรย์มีความสัมพันธ์กับอัตราการไหลของสเปรย์ นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้ค้นพบเครื่องทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟสแบบสเปรย์ ในระหว่างการทดลอง ความสูงของหัวฉีดในอุปกรณ์ทำความเย็นแบบสเปรย์และผลการกระจายความร้อนก็มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดเช่นกัน
ปัญหาการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิชิปค่อยๆ กลายเป็นปัจจัยหลักที่ขัดขวางการทำงานปกติของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ วิธีการกระจายความร้อนแบบใหม่ทำให้มีการวิจัยเชิงลึกอย่างต่อเนื่อง เพื่อแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง เราต้องเข้าใจหลักอุณหพลศาสตร์ วัสดุศาสตร์ และร่วมมืออย่างเต็มที่กับอุตสาหกรรมการผลิต
