Leasachadh agus cleachdadh modúl fuarachaidh teirme-electric, modúl TEC, fuaradair peltier ann an raon optoelectronics

Leasachadh agus cleachdadh modúl fuarachaidh teirme-electric, modúl TEC, fuaradair peltier ann an raon optoelectronics

Tha pàirt riatanach aig fuaradair teirmeach-eileagtrach, modúl teirmeach-eileagtrach, modúl peltier (TEC) ann an raon thoraidhean optoelectronic leis na buannachdan sònraichte aige. Seo mion-sgrùdadh air a chleachdadh farsaing ann an toraidhean optoelectronic:

I. Prìomh Raointean Iarrtais agus Meacanism Gnìomh

1. Smachd teòthachd mionaideach air an leusair

• Prìomh riatanasan: Tha a h-uile leusair leth-chonnsachaidh (LDS), stòran pumpa leusair snàithleach, agus criostalan leusair staid-chruaidh air leth mothachail air teòthachd. Faodaidh atharrachaidhean teòthachd leantainn gu:

• Gluasad tonn-fhaid: A’ toirt buaidh air cruinneas tonn-fhaid conaltraidh (leithid ann an siostaman DWDM) no seasmhachd giollachd stuthan.

• Atharrachadh cumhachd toraidh: A’ lughdachadh cunbhalachd toradh an t-siostaim.

• Atharrachadh sruth stairsneach: A’ lughdachadh èifeachdais agus a’ meudachadh caitheamh cumhachd.

• Fad-beatha nas giorra: Bidh teòthachd àrd a’ luathachadh aois innealan.

• Modúl TEC, gnìomh modúl teirme-electric: Tro shiostam smachd teòthachd lùb dùinte (mothadair teòthachd + rianadair + modúl TEC, fuaradair TE), tha teòthachd obrachaidh a’ chip no a’ mhodúil laser air a dhaingneachadh aig a’ phuing as fheàrr (mar as trice 25°C±0.1°C no eadhon mionaideachd nas àirde), a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd tonn-fhaid, toradh cumhachd seasmhach, èifeachdas as motha agus fad-beatha nas fhaide. Is e seo am prìomh ghealladh airson raointean leithid conaltradh optigeach, giullachd laser, agus lasers meidigeach.

2. Fuarachadh lorgairean-foto/lorgairean-infridhearg

• Prìomh Riatanasan:

• Lùghdaich sruth dorcha: Tha sruthan dorcha an ìre mhath mòr aig sreathan plèana fòcasach infridhearg (IRFPA) leithid foto-diodan (gu h-àraidh lorgairean InGaAs a thathas a’ cleachdadh ann an conaltradh faisg air infridhearg), foto-diodan maoim-sneachda (APD), agus telluride cadmium mearcair (HgCdTe) aig teòthachd an t-seòmair, a’ lughdachadh gu mòr an co-mheas comharra-gu-fuaim (SNR) agus cugallachd lorg.

• Casg air fuaim teirmeach: ’S e fuaim teirmeach an lorgaire fhèin am prìomh fhactar a chuireas bacadh air a’ chrìoch lorgaidh (leithid comharran solais lag agus ìomhaighean fad-astar).

• Modúl fuarachaidh teirmeach-eileagtrach, gnìomh modúl Peltier (eileamaid peltier): Fuarachadh a’ chip lorgaire no am pasgan gu lèir gu teòthachd fo-àrainneachd (leithid -40°C no eadhon nas ìsle). Lùghdachadh mòr air sruth dorcha agus fuaim teirmeach, agus leasachadh mòr a dhèanamh air cugallachd, ìre lorg agus càileachd ìomhaighean an inneil. Tha e gu sònraichte cudromach airson ìomhaighean teirmeach infridhearg àrd-choileanaidh, innealan lèirsinn oidhche, speactramaitearan, agus lorgairean aon-foton conaltraidh cuantamach.

3. Smachd teòthachd air siostaman agus co-phàirtean optigeach mionaideach

• Prìomh riatanasan: Tha na prìomh phàirtean air an àrd-ùrlar optaigeach (leithid grèataichean snàithleach Bragg, sìoltachain, eadar-theachdairean, buidhnean lionsa, mothachairean CCD/CMOS) mothachail air leudachadh teirmeach agus co-èifeachdan teòthachd clàr-amais ath-tharraingeach. Faodaidh atharrachaidhean teòthachd atharrachaidhean adhbhrachadh ann am fad na slighe optaigeach, gluasad fad fòcas, agus gluasad tonn-fhaid aig meadhan a’ chriathrag, ag adhbhrachadh crìonadh ann an coileanadh an t-siostaim (leithid ìomhaighean doilleir, slighe optaigeach neo-mhearachdach, agus mearachdan tomhais).

• Modúl TEC, modúl fuarachaidh teirme-eileagtrach Gnìomh:

• Smachd teothachd gnìomhach: Tha prìomh phàirtean optigeach air an stàladh air fo-strat le giùlan teirmeach àrd, agus bidh modúl TEC (fuaradair peltier, inneal peltier), inneal teirme-electric a’ cumail smachd mionaideach air an teòthachd (a’ cumail teòthachd seasmhach no lùb teothachd sònraichte).

• Co-chothromachadh teòthachd: Cuir às don eadar-dhealachadh teòthachd taobh a-staigh an uidheamachd no eadar co-phàirtean gus dèanamh cinnteach à seasmhachd teirmeach an t-siostaim.

• A’ cur an aghaidh atharrachaidhean àrainneachdail: Dèan dìoladh airson buaidh atharrachaidhean teòthachd àrainneachdail taobh a-muigh air an t-slighe optigeach mionaideach a-staigh. Tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an speactramaitearan àrd-chruinneas, teileasgopan reul-eòlais, innealan fotolithografaidh, miocroscopan àrd-inbhe, siostaman mothachaidh snàithleach optigeach, msaa.

4. Leasachadh coileanaidh agus leudachadh fad-beatha solais LED

• Prìomh riatanasan: Bidh LEDan àrd-chumhachd (gu h-àraidh airson ro-mheasadh, solais, agus leigheas UV) a’ gineadh teas mòr rè obrachadh. Bidh àrdachadh ann an teòthachd an snaim ag adhbhrachadh:

• Èifeachdas solais nas ìsle: Tha èifeachdas tionndaidh dealan-optaigeach air a lùghdachadh.

• Gluasad tonn-fhaid: A’ toirt buaidh air cunbhalachd dath (leithid ro-mheasadh RGB).

• Lùghdachadh geur ann am fad-beatha: ’S e teòthachd an snaim an rud as cudromaiche a bheir buaidh air fad-beatha LEDs (a’ leantainn modail Arrhenius).

• Modalan TEC, fuaradairean teirmea-electric, modalan teirmea-electric Gnìomh: Airson tagraidhean LED le cumhachd air leth àrd no riatanasan smachd teothachd teann (leithid stòran solais ro-mheasaidh sònraichte agus stòran solais ìre saidheansail), faodaidh modal teirmea-electric, modal fuarachaidh teirmea-electric, inneal peltier, eileamaid peltier comasan fuarachaidh gnìomhach nas cumhachdaiche agus nas mionaidiche a thoirt seachad na sincichean teas traidiseanta, a’ cumail teòthachd snaim an LED taobh a-staigh raon sàbhailte agus èifeachdach, a’ cumail suas toradh soilleireachd àrd, speactram seasmhach agus fad-beatha thar-fhada.

Ii. Mìneachadh mionaideach air na buannachdan do-sheachanta a tha aig modalan TEC modalan teirme-electric innealan teirme-electric (fuaradairean peltier) ann an tagraidhean opto-eileagtronaigeach

1. Comas smachd teothachd mionaideach: Faodaidh e smachd teothachd seasmhach a choileanadh le ±0.01°C no eadhon mionaideachd nas àirde, fada nas fheàrr na dòighean sgaoilidh teas fulangach no gnìomhach leithid fuarachadh èadhair agus fuarachadh leaghaidh, a’ coinneachadh ri riatanasan teann smachd teothachd innealan optoelectronic.

2. Gun phàirtean gluasadach agus gun fhuaradair: Obrachadh staid-chruaidh, gun bhacadh crith bho cho-èiteadair no fan, gun chunnart aodion fuaradair, earbsachd air leth àrd, gun chumail suas, freagarrach airson àrainneachdan sònraichte leithid falamh agus àite.

3. Freagairt luath agus ath-thionndaidheachd: Le bhith ag atharrachadh stiùireadh an t-srutha, faodar am modh fuarachaidh/teasachaidh atharrachadh sa bhad, le astar freagairt luath (ann am mìle-diogan). Tha e gu sònraichte freagarrach airson dèiligeadh ri luchdan teirmeach sealach no tagraidhean a dh’ fheumas rothaireachd teòthachd mionaideach (leithid deuchainn innealan).

4. Miniaturachadh agus sùbailteachd: Structar teann (tiugh aig ìre millimeatair), dùmhlachd cumhachd àrd, agus faodar a thoirt a-steach gu sùbailte ann am pacaigeadh aig ìre chip, ìre modal no ìre siostaim, ag atharrachadh a rèir dealbhadh diofar thoraidhean optoelectronic le cuibhreachadh àite.

5. Smachd teothachd ionadail mionaideach: Faodaidh e puingean teth sònraichte fhuarachadh no teasachadh gu mionaideach gun an siostam gu lèir fhuarachadh, agus mar thoradh air sin bidh co-mheas èifeachdais lùtha nas àirde agus dealbhadh siostaim nas sìmplidhe ann.

III. Cùisean Iarrtais agus Gluasadan Leasachaidh

• Modalan optaigeach: Tha modalan Micro TEC (modalan fuarachaidh teirmeachelectric micro, leusairean fuarachaidh teirmeachelectric DFB/EML) air an cleachdadh gu cumanta ann am modalan optaigeach pluible 10G/25G/100G/400G agus ìre nas àirde (SFP+, QSFP-DD, OSFP) gus dèanamh cinnteach à càileachd pàtran sùla agus ìre mearachd bit rè tar-chuir astar fada.

• LiDAR: Feumaidh stòran solais leusair a bhios a’ leigeil a-mach oirean no VCSEL ann an LiDAR chàraichean is gnìomhachais modalan TEC, modalan fuarachaidh teirmeachelectric, fuaradairean teirmeachelectric, agus modalan peltier gus dèanamh cinnteach à seasmhachd cuisle agus cruinneas raoin, gu h-àraidh ann an suidheachaidhean a dh’ fheumas lorg fad-astar agus àrd-rùn.

• Ìomhaigheadair teirmeach infridhearg: Tha an sreath plèana fòcasach meanbh-rèidiomeatair neo-fhuarachaidh (UFPA) àrd-inbhe air a dhaingneachadh aig an teòthachd obrachaidh (mar as trice ~32°C) tro aon no grunn ìrean fuarachaidh teirmeach-electric modúl TEC, a’ lughdachadh fuaim drift teòthachd; Feumaidh lorgairean infridhearg tonn meadhanach/tonn fhada fuaraichte (MCT, InSb) fuarachadh domhainn (tha -196°C air a choileanadh le fuaradairean Stirling, ach ann an tagraidhean beaga bìodach, faodar modúl teirmeach-electric modúl TEC, modúl peltier a chleachdadh airson ro-fhuarachadh no smachd teòthachd àrd-sgoile).

• Lorgaireachd fluorescence bith-eòlasach/speictriméadar Raman: Bidh fuarachadh a’ chamara CCD/CMOS no an tiùb foto-iomadachaidh (PMT) a’ neartachadh gu mòr crìoch lorg agus càileachd ìomhaighean chomharran fluorescence/Raman lag.

• Deuchainnean optaigeach cuantamach: Àrainneachd teòthachd ìosal a thoirt seachad airson lorgairean aon-foton (leithid uèir nano superconducting SNSPD, a dh’ fheumas teòthachd gu math ìosal, ach mar as trice bidh Si/InGaAs APD air a fhuarachadh le Modúl TEC, modúl fuarachaidh teirme-electric, modúl teirme-electric, fuaradair TE) agus cuid de thùsan solais cuantamach.

• Gluasad leasachaidh: Rannsachadh is leasachadh modúl fuarachaidh teirmeach-electric, inneal teirmeach-electric, modúl TEC le èifeachdas nas àirde (luach ZT nas àirde), cosgais nas ìsle, meud nas lugha agus comas fuarachaidh nas làidire; Nas dlùithe amalaichte le teicneòlasan pacaidh adhartach (leithid 3D IC, Co-Packaged Optics); Bidh algorithms smachd teothachd snasail a’ leasachadh èifeachdas lùtha.

Tha modalan fuarachaidh teirme-eileagtronaigeach, fuaradairean teirme-eileagtronaigeach, modalan teirme-eileagtronaigeach, eileamaidean peltier, agus innealan peltier air a bhith nan co-phàirtean riaghlaidh teirmeach as cudromaiche ann an toraidhean optoelectronic àrd-choileanaidh an latha an-diugh. Bidh an smachd teothachd mionaideach aige, earbsachd staid-chruaidh, freagairt luath, agus meud beag agus sùbailteachd a’ dèiligeadh gu h-èifeachdach ri prìomh dhùbhlain leithid seasmhachd tonnan-leusair, leasachadh cugallachd lorgaire, casg air gluasad teirmeach ann an siostaman optigeach, agus cumail suas coileanadh LED àrd-chumhachd. Mar a bhios teicneòlas optoelectronic ag atharrachadh a dh’ionnsaigh coileanadh nas àirde, meud nas lugha agus cleachdadh nas fharsainge, cumaidh TECmodule, fuaradair peltier, modal peltier air adhart a’ cluich pàirt do-sheachanta, agus tha an teicneòlas aige fhèin cuideachd an-còmhnaidh ag ùr-ghnàthachadh gus coinneachadh ri riatanasan a tha a’ sìor fhàs dùbhlanach.