نسل جدید خنک کننده‌های میکروکانالی
Next generation micro-channels coolers
مقدمه:
پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی نیمه‌هادی، منجرشده تا بارهای دیود لیزری با قابلیت توان نوری بیش از صد وات پیوسته ساخته شوند. این لیزرها در محدودۀ 800 تا 1000 نانومتر نور گسیل مي‌کنند و دارای راندمان الکتریکی - نوری 50 تا 75 درصد هستند. بنابراین در صنایع امروزی، سیستم‌های دفع حرارت با شار حرارتی بیش از 3 کیلووات بر سانتیمتر مربع ساخته شدند. تکنولوژی لیزرها پیوسته در حال بهبود و توان نوری آنها نیز پیوسته در حال افزایش است. بنابراین سیستم‌های دفع حرارت جدیدی برای مونتاژ لیزرهای دیودی نیاز است. در لیزرهای InP با راندمان نوری پایین و طول موج گسیلی 1500 نانومتر، نیاز به دفع کننده‌های حرارتی اهمیت بیشتری دارد.
معمولی ترین روش برای دفع شارحرارتی زیاد در لیزر دیودهای خطی، استفاده از خنک کننده‌های میکروکانالدار از جنس مس است. در بیشتر خنک کننده‌های تجاری قابل دسترس، سیال خنک کننده در تماس الکتریکی با بار لیزر است. این امر باعث مي‌شود تا تقاضا برای استفاده از آب دیونیزه در این سیستم‌های خنک کاری افزایش یابد. استفاده از آب دیونیزه درخنک کنندۀ میکروکانالدار لیزرهای دیودی، باعث تعدادی از مکانیزم‌های خرابی مستندشده مي‌شود که سایش و خوردگی خنک کننده میکروکانال دار قابل ذکر است. برای به حداقل رساندن این خرابی ها، اقدامات مهمی جهت مراقبت از این سیستم خنک کاری یکپارچه نیازاست. بویژه این سیستم‌ها، به چیلری نیاز دارند که مجهز به سیستم‌های کنترل PH و کنترل مقاومت الکتریکی آب باشد. از طرف دیگر استفاده از مواد معمول در لوله کشی این چیلرها، مانند برنج ممنوع است.
چون این موانع در بسیاری از کاربردها مشکل ساز مي‌شوند. بنابراین مطلوب است تا لیزر دیودهای خطی، تولید شوند که به آب دیونیزه نیازمند نباشند و مانند خنک کننده‌های میکروکانال مسی، عملکرد حرارتی خوبی داشته باشند.
شرکت  Northrop Grumman Cutting Edge Optronics(NGCEO) خنک کننده جدیدی را ساخته که این الزامات را برآورده مي‌کند. این راه حل برای کاربر نهایی، یک پکیج لیزر دیود با مشخصات حرارتی بسیار خوبی را عرضه مي‌کند که می‌تواند با استفاده از سیستم آب معمولی فیلتر شده خنک شود. همچنین خاصیت جداسازی الکتریکی این سیستم، اجازه استفاده از سایر سیالات خنک کننده را مي‌دهد. شرایط کاری دمای خیلی پایین و یا دمای خیلی بالا که در سیستم لیزرخنک شونده با آب دیونیزه در دسترس نبود در این سیستم امکان پذیر است.


دانلود فایل PDF
1393/11/19