ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के क्षेत्र में थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर (टीईसी) द्वारा प्रदर्शित अपरिहार्य स्थिति

सटीक तापमान नियंत्रण, शोर रहित, कंपन रहित और कॉम्पैक्ट संरचना जैसे अद्वितीय लाभों के कारण, टीईसी मॉड्यूल, पेल्टियर तत्व, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल और थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के थर्मल प्रबंधन के क्षेत्र में प्रमुख तकनीक बन गए हैं। विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इसका व्यापक अनुप्रयोग सिस्टम के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और जीवनकाल से सीधे संबंधित है। नीचे प्रमुख अनुप्रयोग परिदृश्यों, तकनीकी लाभों और विकास प्रवृत्तियों का गहन विश्लेषण दिया गया है:

1. मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य और तकनीकी मूल्य

उच्च-शक्ति वाले लेजर (ठोस-अवस्था/अर्धचालक लेजर)

• समस्या की पृष्ठभूमि: लेजर डायोड की तरंगदैर्ध्य और थ्रेशोल्ड धारा तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है (विशिष्ट तापमान बहाव गुणांक: 0.3 एनएम/℃)।

• टीईसी मॉड्यूल, थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर तत्व कार्य:

तरंगदैर्ध्य बहाव (जैसे कि DWDM संचार प्रणालियों में) के कारण होने वाली वर्णक्रमीय अशुद्धि को रोकने के लिए चिप के तापमान को ±0.1℃ के भीतर स्थिर करें।

थर्मल लेंसिंग प्रभाव को कम करें और बीम की गुणवत्ता बनाए रखें (एम² कारक अनुकूलन)।

• विस्तारित जीवनकाल: तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सियस की कमी के लिए, विफलता का जोखिम 50% तक कम हो जाता है (अरहेनियस मॉडल)।

• विशिष्ट परिदृश्य: फाइबर लेजर पंप स्रोत, चिकित्सा लेजर उपकरण, औद्योगिक कटिंग लेजर हेड।

2. इन्फ्रारेड डिटेक्टर (कूल्ड टाइप/अनकूल्ड टाइप)

• समस्या की पृष्ठभूमि: तापीय शोर (डार्क करंट) तापमान के साथ तेजी से बढ़ता है, जिससे पता लगाने की दर (डी*) सीमित हो जाती है।

• थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल, पेल्टियर एलिमेंट, पेल्टियर डिवाइस का कार्य:

• मध्यम और निम्न तापमान प्रशीतन (-40°C से 0°C): बिना शीतलन वाले माइक्रोरैडियोमेट्रिक कैलोरीमीटर के NETD (शोर समतुल्य तापमान अंतर) को 20% तक कम करता है।

3. एकीकृत नवाचार

• माइक्रोचैनल एम्बेडेड टीईसी मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल, थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर डिवाइस, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल (ऊष्मा अपव्यय दक्षता में 3 गुना सुधार), फ्लेक्सिबल फिल्म टीईसी (घुमावदार स्क्रीन डिवाइस लेमिनेशन)।

4. बुद्धिमान नियंत्रण एल्गोरिदम

डीप लर्निंग (एलएसटीएम नेटवर्क) पर आधारित तापमान पूर्वानुमान मॉडल थर्मल गड़बड़ियों के लिए पहले से ही क्षतिपूर्ति करता है।

भविष्य में अनुप्रयोग विस्तार

• क्वांटम ऑप्टिक्स: सुपरकंडक्टिंग सिंगल फोटॉन डिटेक्टरों (SNSPDS) के लिए 4K-स्तर की प्री-कूलिंग।

• मेटावर्स डिस्प्ले: माइक्रो-एलईडी एआर ग्लास (पावर घनत्व >100W/cm²) के स्थानीय हॉट स्पॉट दमन।

• बायोफोटोनिक्स: इन विवो इमेजिंग में सेल कल्चर क्षेत्र का निरंतर तापमान रखरखाव (37±0.1°C)।

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल, पेल्टियर तत्व, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल और पेल्टियर उपकरणों की भूमिका सहायक घटकों से बढ़कर प्रदर्शन-निर्धारक मुख्य घटकों तक पहुँच गई है। तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों, हेटरोजंक्शन क्वांटम वेल संरचनाओं (जैसे सुपरलैटिस Bi₂Te₃/Sb₂Te₃) और सिस्टम-स्तरीय थर्मल प्रबंधन सहयोगात्मक डिज़ाइन में हुई प्रगति के साथ, TEC मॉड्यूल, पेल्टियर उपकरण, पेल्टियर तत्व, थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल और थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग मॉड्यूल लेजर संचार, क्वांटम सेंसिंग और इंटेलिजेंट इमेजिंग जैसी अत्याधुनिक तकनीकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे। भविष्य के फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के डिज़ाइन में सूक्ष्म स्तर पर "तापमान-फोटोइलेक्ट्रिक विशेषताओं" के सहयोगात्मक अनुकूलन को प्राप्त करना अनिवार्य है।