微型熱電制冷片用于激光器散熱的研究.pdf

1、半導體激光器的散熱問題已成為制約其發(fā)展的瓶頸，與其它制冷方式相比熱電制冷具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小以及易與半導體激光器封裝集成等優(yōu)點。本課題采用熱電制冷片冷卻半導體激光器，解決熱流密度為2.5×104W/m2激光器的散熱問題。在外界環(huán)境溫度較高的情形下（如60℃），通過優(yōu)化熱電冷卻系統(tǒng)的散熱方式，使光電芯片的溫度維持在需要的30℃-40℃。
　　本文采用有限元分析與實驗驗證的研究方法，分析熱電制冷片冷卻半導體激光器的熱動態(tài)變化。選擇合適

2、的熱電制冷片，利用選擇的熱電制冷片的性能參數(shù)，進行有限元分析的參數(shù)設(shè)定和數(shù)值模擬。實驗研究中用替代熱源作為熱負載，利用所選定的熱電制冷片搭建實驗臺。
　　主要研究內(nèi)容從優(yōu)化熱電制冷系統(tǒng)的熱端散熱方式著手，分別考慮了熱端無散熱裝置、自然對流和強迫通風三種散熱系統(tǒng)對其制冷效果的影響。實驗驗證了模擬分析的結(jié)果，并且對兩者進行了對比分析和誤差分析。為了進一步研究分析熱電制冷片在散熱系統(tǒng)中的工作性能，分別分析了環(huán)境溫度、熱端換熱熱阻以及激光