Pêşvebirin û sepandina modula sarkirina termoelektrîkî, modula TEC, û sarkera peltier di warê optoelektronîkê de
Sarkera termoelektrîkî, modula termoelektrîkî, modula peltier (TEC) bi avantajên xwe yên bêhempa di warê berhemên optoelektronîkî de roleke girîng dilîze. Li jêr analîzek li ser sepandina wê ya berfireh di berhemên optoelektronîkî de heye:
I. Qadên Serlêdana Bingehîn û Mekanîzma Çalakiyê
1. Kontrola germahiya rastîn a lazerê
• Pêdiviyên sereke: Hemû lazerên nîvconductor (LDS), çavkaniyên pompa lazerê fîberê, û krîstalên lazerê yên rewşa hişk li hember germahiyê pir hesas in. Guhertinên germahiyê dikarin bibin sedema:
• Lezgîniya pêlê: Bandorê li ser rastbûna dirêjahiya pêlê ya ragihandinê dike (wek mînak di pergalên DWDM de) an jî aramiya pêvajoya materyalê.
• Guherîna hêza derketinê: Yekrengiya derana pergalê kêm dike.
• Guherîna herikîna esmanî: Karîgeriyê kêm dike û xerckirina enerjiyê zêde dike.
• Jiyana kurtkirî: Germahiya bilind pîrbûna amûran zûtir dike.
• Modula TEC, fonksiyona modula termoelektrîkî: Bi rêya pergala kontrola germahiyê ya çerxa girtî (sensora germahiyê + kontrolker + modula TEC, sarincok TE), germahiya xebitandinê ya çîpa lazer an modulê li xala çêtirîn (bi gelemperî 25°C ± 0.1°C an jî rastbûna bilindtir) tê stabîl kirin, ku stabîlbûna dirêjahiya pêlê, derana hêza domdar, karîgeriya herî zêde û temenê dirêjkirî misoger dike. Ev garantiya bingehîn e ji bo qadên wekî ragihandina optîkî, pêvajoya lazerê, û lazerên bijîşkî.
2. Sarkirina fotodetektoran/detektorên înfrared
• Pêdiviyên Sereke:
• Kêmkirina herikîna tarî: Rêzên fokal ên înfrared (IRFPA) yên wekî fotodîod (bi taybetî detektorên InGaAs ên ku di ragihandina nêzîk-înfrared de têne bikar anîn), fotodîodên berfê (APD), û tellûrîda kadmiyûmê ya zîvro (HgCdTe) di germahiya odeyê de herikînên tarî yên nisbeten mezin hene, ku rêjeya sînyal-deng (SNR) û hesasiyeta tespîtkirinê bi girîngî kêm dikin.
• Tepeserkirina dengê germî: Dengê germî yê detektorê bi xwe faktora sereke ye ku sînorê tespîtkirinê sînordar dike (wek sînyalên ronahiyê yên qels û wênekirina dûr-dirêj).
• Modula sarkirina termoelektrîkî, fonksiyona modula Peltier (elementa peltier): Çîpa detektorê an tevahiya pakêtê heta germahiyên kêmtir ji yên hawîrdorê (wek -40°C an jî kêmtir) sar bike. Herikîna tarî û dengê germî bi girîngî kêm bike, û hesasiyet, rêjeya tespîtkirinê û kalîteya wênekirinê ya cîhazê bi girîngî baştir bike. Ev bi taybetî ji bo wênekêşên germî yên înfrared ên performansa bilind, cîhazên dîtina şevê, spektrometre û detektorên yek-foton ên ragihandina kûantûmê girîng e.
3. Kontrola germahiyê ya sîstem û pêkhateyên optîkî yên rast
• Pêdiviyên sereke: Pêkhateyên sereke yên li ser platforma optîkî (wek fîberên Bragg, fîlter, interferometer, komên lensan, sensorên CCD/CMOS) ji berfirehbûna germî û katsayiyên germahiya endeksa şikestinê hesas in. Guhertinên germahiyê dikarin bibin sedema guhertinên di dirêjahiya rêya optîkî, dûrbûna dirêjahiya fokusê, û guheztina dirêjahiya pêlê de li navenda fîlterê, ku dibe sedema xirabûna performansa pergalê (wek wênekirina nezelal, rêya optîkî ya nerast, û xeletiyên pîvandinê).
• Modula TEC, modula sarkirina termoelektrîkî Kar:
• Kontrola germahiya çalak: Pêkhateyên optîkî yên sereke li ser substratek bi îhtîmaleke bilind a germahiyê têne sazkirin, û modula TEC (sarincê peltier, cîhaza peltier), cîhaza termoelektrîkî germahiyê bi awayekî rast kontrol dike (germahiyek sabît an jî xêzek germahiyê ya taybetî diparêze).
• Homojenkirina germahiyê: Ji bo misogerkirina aramiya germî ya pergalê, guherîna cûdahiya germahiyê di nav alavan de an jî di navbera pêkhateyan de ji holê rakin.
• Guhertinên hawîrdorê yên li dijî hev: Bandora guhertinên germahiya hawîrdorê yên derveyî li ser rêya optîkî ya rastbûna hundurîn telafî bikin. Ew bi berfirehî di spektrometreyên rastbûna bilind, teleskopên astronomîk, makîneyên fotolîtografiyê, mîkroskopên asta bilind, pergalên hestiyariyê yên fîbera optîkî û hwd. de tê bikar anîn.
4. Optimîzasyona performansê û dirêjkirina temenê LED-an
• Pêdiviyên sereke: LED-ên bi hêza bilind (bi taybetî ji bo projeksiyon, ronahîkirin û saxkirina UV) di dema xebitandinê de germahiyek girîng çêdikin. Zêdebûna germahiya girêdanê dê bibe sedema:
• Kêmbûna karîgeriya ronîkirinê: Karîgeriya veguherîna elektro-optîkî kêm dibe.
• Guhertina dirêjahiya pêlê: Bandorê li ser yekrengiya rengan dike (wek mînak projeksiyona RGB).
• Kêmkirina tûj a temenê jiyanê: Germahiya girêdanê faktora herî girîng e ku bandorê li temenê LED-an dike (li gorî modela Arrhenius).
• Modulên TEC, sarincên termoelektrîkî, modulên termoelektrîkî Kar: Ji bo sepanên LED-ê yên bi hêza pir zêde an hewcedariyên kontrola germahiyê yên hişk (wek hin çavkaniyên ronahiya projeksiyonê û çavkaniyên ronahiya asta zanistî), modula termoelektrîkî, modula sarkirina termoelektrîkî, cîhaza peltier, hêmana peltier dikare kapasîteyên sarkirina çalak ên bihêztir û rasttir ji radyatorên germê yên kevneşopî peyda bike, germahiya girêdana LED-ê di nav rêzek ewle û bikêr de bihêle, derana geşiya bilind, spektruma sabît û temenê pir dirêj biparêze.
Ii. Şirovekirina Berfireh a Avantajên Neguhêrbar ên Modulên TEC yên modulên termoelektrîkî yên cîhazên termoelektrîkî (sarincên peltier) di Sepanên Optoelektronîkî de
1. Kapasîteya kontrolkirina germahiyê ya rast: Ew dikare kontrola germahiyê ya sabît bi ±0.01°C an jî rastbûnek bilindtir bi dest bixe, ji rêbazên belavkirina germê yên pasîf an çalak ên wekî sarkirina hewayê û sarkirina şilavê pir derbastir be, û hewcedariyên kontrolkirina germahiyê yên hişk ên cîhazên optoelektronîkî bicîh bîne.
2. Bê perçeyên tevger û bê sarincok: Xebata rewşa hişk, bê destwerdana lerzîna kompresor an fanosê, bê xetera rijandina sarincokê, pêbaweriya pir zêde, bê lênêrîn, ji bo jîngehên taybetî yên wekî valahî û fezayê guncaw e.
3. Bersiva bilez û berevajîkirin: Bi guhertina rêça herikê, moda sarkirin/germkirinê dikare tavilê, bi leza bersiveke bilez (bi mîlîçirkeyan) were guhertin. Ew bi taybetî ji bo mijûlbûna bi barên germî yên demkî an jî sepanên ku hewceyê çerxeya germahiyê ya rast in (wek ceribandina cîhazê) guncaw e.
4. Mînyaturîzasyon û nermbûn: Avahiya kompakt (stûriya asta mîlîmetreyê), dendika hêzê bilind e, û dikare bi awayekî nerm di pakkirina asta çîp, asta modul an asta pergalê de were entegre kirin, li gorî sêwirana cûrbecûr hilberên optoelektronîkî yên bi sînorkirî cîh diguhezîne.
5. Kontrola germahiya herêmî ya rast: Ew dikare deverên germ ên taybetî bi awayekî rast sar bike an germ bike bêyî ku tevahiya pergalê sar bike, di encamê de rêjeyek karîgeriya enerjiyê ya bilindtir û sêwirana pergalê hêsankirîtir dibe.
Iii. Rewşên Serlêdanê û Trendên Pêşveçûnê
• Modulên optîkî: Modula Mîkro TEC (modula sarkirina termoelektrîkî ya mîkro, lazerên sarkirina modula sarkirina termoelektrîkî DFB/EML bi gelemperî di modulên optîkî yên 10G/25G/100G/400G û rêjeya bilindtir (SFP+, QSFP-DD, OSFP) de têne bikar anîn da ku kalîteya şêweya çav û rêjeya xeletiya bitê di dema veguhestina dûr û dirêj de misoger bikin.
• LiDAR: Çavkaniyên ronahiya lazerê yên ku qirax derdixin an jî VCSEL di LiDAR-a otomobîl û pîşesaziyê de hewceyê modulên TEC, modulên sarkirina termoelektrîk, sarincên termoelektrîk, û modulên peltier in da ku aramiya pulsê û rastbûna menzîlê misoger bikin, nemaze di senaryoyên ku tespîtkirina dûr û dirêj û çareseriya bilind hewce dikin.
• Wênekêşa termal a înfrared: Rêzeya balona fokal a mîkro-radyometreya nesarbûyî ya asta bilind (UFPA) bi rêya qonaxên modula sarkirina termoelektrîkî ya yek an çend modulên TEC di germahiya xebitandinê de (bi gelemperî ~32°C) tê stabîl kirin, ku dengê guheztina germahiyê kêm dike; Detektorên înfrared ên sarincokê yên pêla navîn/pêla dirêj (MCT, InSb) hewceyê sarbûna kûr in (-196°C ji hêla sarincokên Stirling ve tê bidestxistin, lê di sepanên mînîaturîzekirî de, modula termoelektrîkî ya modula TEC, modula peltier dikare ji bo pêş-sarbûn an kontrola germahiya duyemîn were bikar anîn).
• Tesbîtkirina fluoresansa biyolojîk/spektrometreya Raman: Sarkirina kameraya CCD/CMOS an lûleya fotopirzêker (PMT) sînorê tespîtkirinê û kalîteya wênekirinê ya sînyalên fluoresansa qels/Raman pir zêde dike.
• Ceribandinên optîkî yên kûantûmê: Ji bo detektorên yek-fotonî (wek mînak nanotelê superconductor SNSPD, ku germahiyên pir kêm hewce dike, lê Si/InGaAs APD bi gelemperî ji hêla Modula TEC, modula sarkirina termoelektrîk, modula termoelektrîk, sarkera TE) û hin çavkaniyên ronahiya kûantûmê hawîrdorek germahiya nizm peyda bikin.
• Trenda pêşketinê: Lêkolîn û pêşketina modula sarkirina termoelektrîkî, cîhaza termoelektrîkî, modula TEC bi karîgeriya bilindtir (nirxa ZT ya zêdekirî), lêçûnek kêmtir, mezinahiya piçûktir û kapasîteya sarkirinê ya bihêztir; Bi teknolojiyên pakkirinê yên pêşkeftî (wek 3D IC, Optîkên Hev-Packaged) re bêtir entegre ye; Algorîtmayên kontrola germahiyê yên jîr karîgeriya enerjiyê çêtir dikin.
Modulên sarkirina termoelektrîk, sarincên termoelektrîk, modulên termoelektrîk, hêmanên peltier, cîhazên peltier bûne pêkhateyên bingehîn ên rêveberiya germî ya hilberên optoelektrîk ên performansa bilind ên nûjen. Kontrola germahiya wê ya rast, pêbaweriya rewşa hişk, bersiva bilez, û mezinahiya piçûk û nermbûna wê bi bandor pirsgirêkên sereke yên wekî aramiya dirêjahiya pêlên lazerê, başkirina hesasiyeta detektorê, tepeserkirina drifta germî di pergalên optîkî de, û parastina performansa LED-a hêza bilind çareser dikin. Her ku teknolojiya optoelektronîk ber bi performansa bilindtir, mezinahiya piçûktir û sepandina berfirehtir ve diçe, modula TEC, sarinca peltier, modula peltier dê rolek bêhempa bilîzin, û teknolojiya wê bi xwe jî her gav nûjen dibe da ku hewcedariyên her ku diçe dijwartir bicîh bîne.
Dema şandinê: Hezîran-03-2025
