To-CAN封裝的半導體激光器的熱分析及溫控研究.pdf

1、半導體激光器由于具有體積小、重量輕、效率高、可靠性強等優(yōu)點，已經(jīng)成為當今光電子科技的發(fā)展核心。但是由于半導體激光器在工作時存在著各種原因造成的損耗，使其有部分電能會轉(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對它的閾值電流、輸出功率和使用壽命等產(chǎn)生影響，因此在半導體激光器的研究中，對它的溫度控制成為一個重要的研究方向。
　　半導體制冷器(TEC)是利用半導體的熱電效應來進行溫度控制的器件。它具有(1)結(jié)構簡單，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，通過改變工作電流方向就可以控制加熱、制冷等特點。由于這些優(yōu)點，半導體制冷器在很多領域都得到迅速的發(fā)展。特別是當半導體制冷器的小型化取得巨大的進展后，它的量級可以達到毫米級，這就使它成為半導體激光器的最佳溫控選擇之一。
　　本文針對TEC工作和不工作這兩種情況進行了仿真。當TEC不工作時，設置不同的外界環(huán)境溫度，對TO_CAN模型進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱分析

3、。通過溫度場云圖觀察TO_CAN模型的溫度分布情況，通過溫度時間曲線觀察溫度隨時間的變化趨勢。
　　當TEC工作時，針對TEC功率不變和改變兩種情況進行仿真。首先設置TEC的功率為一個恒定的值，對比TEC工作與TEC不工作時TO_CAN模型的溫度變化情況。第二，為了能方便的控制溫度，設計了一種動態(tài)控制TEC功率的方法。它可以根據(jù)檢測到的溫度調(diào)整TEC的功率，調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度盡快達到穩(wěn)態(tài)。最后，提出了一種改進的動態(tài)控制TEC功率的方法-