To-CAN封裝的半導(dǎo)體激光器的熱分析及溫控研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器由于具有體積小、重量輕、效率高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今光電子科技的發(fā)展核心。但是由于半導(dǎo)體激光器在工作時(shí)存在著各種原因造成的損耗，使其有部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，從而引起激光器的溫度升高。激光器的溫度升高會(huì)對(duì)它的閾值電流、輸出功率和使用壽命等產(chǎn)生影響，因此在半導(dǎo)體激光器的研究中，對(duì)它的溫度控制成為一個(gè)重要的研究方向。
　　半導(dǎo)體制冷器(TEC)是利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)來(lái)進(jìn)行溫度控制的器件。它具有(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，

2、重量輕;(2)制冷速度快，方便控制;(3)不使用制冷劑，綠色環(huán)保;(4)具有可逆性，通過(guò)改變工作電流方向就可以控制加熱、制冷等特點(diǎn)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，半導(dǎo)體制冷器在很多領(lǐng)域都得到迅速的發(fā)展。特別是當(dāng)半導(dǎo)體制冷器的小型化取得巨大的進(jìn)展后，它的量級(jí)可以達(dá)到毫米級(jí)，這就使它成為半導(dǎo)體激光器的最佳溫控選擇之一。
　　本文針對(duì)TEC工作和不工作這兩種情況進(jìn)行了仿真。當(dāng)TEC不工作時(shí)，設(shè)置不同的外界環(huán)境溫度，對(duì)TO_CAN模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱分析

3、。通過(guò)溫度場(chǎng)云圖觀察TO_CAN模型的溫度分布情況，通過(guò)溫度時(shí)間曲線(xiàn)觀察溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。
　　當(dāng)TEC工作時(shí)，針對(duì)TEC功率不變和改變兩種情況進(jìn)行仿真。首先設(shè)置TEC的功率為一個(gè)恒定的值，對(duì)比TEC工作與TEC不工作時(shí)TO_CAN模型的溫度變化情況。第二，為了能方便的控制溫度，設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)控制TEC功率的方法。它可以根據(jù)檢測(cè)到的溫度調(diào)整TEC的功率，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度盡快達(dá)到穩(wěn)態(tài)。最后，提出了一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)控制TEC功率的方法-