آپٽو اليڪٽرانڪس جي ميدان ۾ ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، ٽي اي سي ماڊيول، پيلٽيئر ڪولر جي ترقي ۽ استعمال

آپٽو اليڪٽرانڪس جي ميدان ۾ ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، ٽي اي سي ماڊيول، پيلٽيئر ڪولر جي ترقي ۽ استعمال

ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولر، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيول، پيلٽيئر ماڊيول (TEC) پنهنجي منفرد فائدن سان آپٽو اليڪٽرونڪ شين جي ميدان ۾ هڪ لازمي ڪردار ادا ڪري ٿو. هيٺ ڏنل آپٽو اليڪٽرونڪ شين ۾ ان جي وسيع استعمال جو تجزيو آهي:

I. بنيادي ايپليڪيشن فيلڊ ۽ عمل جو طريقو

1. ليزر جو صحيح گرمي پد ڪنٽرول

• اهم گهرجون: سڀئي سيمي ڪنڊڪٽر ليزر (LDS)، فائبر ليزر پمپ ذريعا، ۽ سالڊ اسٽيٽ ليزر ڪرسٽل گرمي پد جي حوالي سان انتهائي حساس آهن. گرمي پد ۾ تبديليون ٿي سگهن ٿيون:

• لهر جي ڊيگهه جو ڦيرو: رابطي جي لهر جي درستگي (جهڙوڪ DWDM سسٽم ۾) يا مواد جي پروسيسنگ جي استحڪام کي متاثر ڪري ٿو.

• آئوٽ پُٽ پاور ۾ اتار چڙهاؤ: سسٽم آئوٽ پُٽ جي تسلسل کي گھٽائي ٿو.

• حد جي موجوده تبديلي: ڪارڪردگي گھٽائي ٿي ۽ بجلي جي استعمال کي وڌائي ٿي.

• عمر جو مختصر ٿيڻ: وڌيڪ گرمي پد ڊوائيسز جي عمر کي تيز ڪري ٿو.

• ٽي اي سي ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيول فنڪشن: هڪ بند لوپ گرمي پد ڪنٽرول سسٽم (ٽيمپريچر سينسر + ڪنٽرولر + ٽي اي سي ماڊيول، ٽي اي ڪولر) ذريعي، ليزر چپ يا ماڊيول جو آپريٽنگ گرمي پد بهترين نقطي تي مستحڪم ڪيو ويندو آهي (عام طور تي 25°C±0.1°C يا ان کان به وڌيڪ درستگي)، طول موج جي استحڪام، مسلسل پاور آئوٽ پُٽ، وڌ ۾ وڌ ڪارڪردگي ۽ وڌايل عمر کي يقيني بڻائيندي. هي آپٽيڪل ڪميونيڪيشن، ليزر پروسيسنگ، ۽ ميڊيڪل ليزر جهڙن شعبن لاءِ بنيادي ضمانت آهي.

2. فوٽوڊيٽيڪٽرز/انفراريڊ ڊيٽيڪٽرز جي کولنگ

• اهم گهرجون:

• ڊارڪ ڪرنٽ کي گھٽايو: انفراريڊ فوڪل پلين ايري (IRFPA) جهڙوڪ فوٽوڊيوڊس (خاص طور تي ويجھي انفراريڊ ڪميونيڪيشن ۾ استعمال ٿيندڙ InGaAs ڊيٽيڪٽر)، برفاني ڦوٽوڊيوڊس (APD)، ۽ پاري ڪيڊيميم ٽيلورائيڊ (HgCdTe) ۾ ڪمري جي حرارت تي نسبتاً وڏا ڊارڪ ڪرنٽ هوندا آهن، جيڪي سگنل کان شور جي تناسب (SNR) ۽ سڃاڻپ جي حساسيت کي گهٽائي ڇڏيندا آهن.

• حرارتي شور کي دٻائڻ: ڊيٽيڪٽر جو حرارتي شور پاڻ ئي ڳولا جي حد کي محدود ڪرڻ جو مکيه عنصر آهي (جهڙوڪ ڪمزور روشني سگنل ۽ ڊگهي فاصلي جي تصوير).

• ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، پيلٽيئر ماڊيول (پيلٽيئر عنصر) فنڪشن: ڊيٽيڪٽر چپ يا پوري پيڪيج کي ذيلي محيطي درجه حرارت (جهڙوڪ -40 ° C يا ان کان به گهٽ) تائين ٿڌو ڪريو. ڊارڪ ڪرنٽ ۽ ٿرمل شور کي خاص طور تي گهٽايو، ۽ ڊوائيس جي حساسيت، ڳولا جي شرح ۽ تصويري معيار کي خاص طور تي بهتر بڻايو. اهو خاص طور تي اعليٰ ڪارڪردگي وارن انفراريڊ ٿرمل امیجرز، نائيٽ ويزن ڊوائيسز، اسپيڪٽروميٽرز، ۽ ڪوانٽم ڪميونيڪيشن سنگل فوٽون ڊيڪٽرز لاءِ اهم آهي.

3. درست آپٽيڪل سسٽم ۽ اجزاء جو گرمي پد ڪنٽرول

• اهم گهرجون: آپٽيڪل پليٽ فارم تي اهم جزا (جهڙوڪ فائبر برگ گريٽنگ، فلٽر، انٽرفيروميٽر، لينس گروپ، سي سي ڊي/سي ايم او ايس سينسر) حرارتي توسيع ۽ ريفريڪٽو انڊيڪس گرمي پد جي کوٽائي لاءِ حساس آهن. گرمي پد ۾ تبديليون آپٽيڪل رستي جي ڊيگهه، فوڪل ڊيگهه جي ڊرفٽ، ۽ فلٽر جي مرڪز تي طول موج جي شفٽ ۾ تبديليون آڻي سگهن ٿيون، جنهن جي نتيجي ۾ سسٽم جي ڪارڪردگي خراب ٿي سگهي ٿي (جهڙوڪ ڌنڌلي تصوير، غلط آپٽيڪل رستو، ۽ ماپ جون غلطيون).

• ٽي اي سي ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول فنڪشن:

• فعال گرمي پد ڪنٽرول: اهم آپٽيڪل جزا هڪ اعليٰ حرارتي چالکائي سبسٽريٽ تي نصب ٿيل آهن، ۽ ٽي اي سي ماڊيول (پيلٽيئر ڪولر، پيلٽيئر ڊيوائس)، ٿرمو اليڪٽرڪ ڊيوائس صحيح طور تي گرمي پد کي ڪنٽرول ڪري ٿو (مسلسل گرمي پد يا مخصوص گرمي پد جي وکر کي برقرار رکڻ).

• گرمي پد جي هم آهنگي: نظام جي حرارتي استحڪام کي يقيني بڻائڻ لاءِ سامان جي اندر يا حصن جي وچ ۾ گرمي پد جي فرق جي گريڊينٽ کي ختم ڪريو.

• ماحولياتي اتار چڙهاؤ جو مقابلو: اندروني صحت واري آپٽيڪل رستي تي ٻاهرين ماحولياتي گرمي پد جي تبديلين جي اثر جي تلافي ڪريو. اهو وڏي پيماني تي اعليٰ صحت واري اسپيڪٽروميٽر، فلڪياتي دوربين، فوٽو ليٿوگرافي مشينن، اعليٰ درجي جي خوردبيني، آپٽيڪل فائبر سينسنگ سسٽم وغيره ۾ استعمال ٿيندو آهي.

4. ڪارڪردگي جي اصلاح ۽ ايل اي ڊي جي عمر وڌائڻ

• اهم گهرجون: هاءِ پاور ايل اي ڊي (خاص طور تي پروجيڪشن، لائٽنگ، ۽ يو وي ڪيورنگ لاءِ) آپريشن دوران اهم گرمي پيدا ڪن ٿيون. جنڪشن جي گرمي پد ۾ واڌ جو سبب بڻجندو:

• روشنيءَ جي ڪارڪردگي ۾ گهٽتائي: اليڪٽرو-آپٽيڪل ڪنورشن جي ڪارڪردگي گهٽجي ويندي آهي.

• طول موج جي تبديلي: رنگ جي تسلسل کي متاثر ڪري ٿي (جهڙوڪ آر جي بي پروجيڪشن).

• عمر ۾ تيز گهٽتائي: جنڪشن جو گرمي پد ايل اي ڊي جي عمر کي متاثر ڪندڙ سڀ کان اهم عنصر آهي (ارينيئس ماڊل جي پيروي ڪندي).

• ٽي اي سي ماڊيولز، ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولر، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيولز فنڪشن: انتهائي تيز طاقت يا سخت گرمي پد ڪنٽرول گهرجن (جهڙوڪ ڪجهه پروجئشن لائيٽ ذريعا ۽ سائنسي گريڊ لائيٽ ذريعا) سان ايل اي ڊي ايپليڪيشنن لاءِ، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، پيلٽيئر ڊيوائس، پيلٽيئر عنصر روايتي هيٽ سنڪ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ طاقتور ۽ صحيح فعال کولنگ صلاحيتون مهيا ڪري سگھن ٿا، ايل اي ڊي جنڪشن جي درجه حرارت کي محفوظ ۽ ڪارآمد حد اندر رکڻ، اعليٰ چمڪ جي پيداوار، مستحڪم اسپيڪٽرم ۽ الٽرا ڊگھي عمر برقرار رکڻ.

II. آپٽو اليڪٽرانڪ ايپليڪيشنن ۾ ٽي اي سي ماڊيولز ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيولز ٿرمو اليڪٽرڪ ڊوائيسز (پيلٽيئر ڪولر) جي ناگزير فائدن جي تفصيلي وضاحت

1. صحيح گرمي پد ڪنٽرول جي صلاحيت: اهو ±0.01°C يا ان کان به وڌيڪ درستگي سان مستحڪم گرمي پد ڪنٽرول حاصل ڪري سگهي ٿو، غير فعال يا فعال گرمي جي ضايع ڪرڻ جي طريقن جهڙوڪ ايئر کولنگ ۽ مائع کولنگ کان تمام گهڻو، آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي سخت گرمي پد ڪنٽرول گهرجن کي پورو ڪندي.

2. ڪابه حرڪت ڪندڙ پرزا ۽ ڪابه ريفريجرينٽ نه: سولڊ اسٽيٽ آپريشن، ڪو به ڪمپريسر يا فين وائبريشن مداخلت نه، ريفريجرينٽ ليڪيج جو ڪو خطرو نه، انتهائي اعليٰ اعتبار، سار سنڀال کان پاڪ، خاص ماحول جهڙوڪ ويڪيوم ۽ اسپيس لاءِ موزون.

3. تيز جواب ۽ موٽڻ جي صلاحيت: موجوده رخ کي تبديل ڪندي، کولنگ/هيٽنگ موڊ کي فوري طور تي تبديل ڪري سگهجي ٿو، تيز جواب جي رفتار سان (ملي سيڪنڊن ۾). اهو خاص طور تي عارضي حرارتي لوڊ يا ايپليڪيشنن سان معاملو ڪرڻ لاءِ موزون آهي جن کي صحيح درجه حرارت سائيڪلنگ جي ضرورت هوندي آهي (جهڙوڪ ڊوائيس ٽيسٽنگ).

4. ننڍي ڪرڻ ۽ لچڪ: ڪمپيڪٽ ڍانچي (ملي ميٽر-سطح جي ٿولهه)، اعلي طاقت جي کثافت، ۽ لچڪدار طور تي چپ-سطح، ماڊيول-سطح يا سسٽم-سطح جي پيڪنگنگ ۾ ضم ٿي سگهي ٿو، مختلف جڳهه-محدود آپٽو اليڪٽرانڪ شين جي ڊيزائن کي ترتيب ڏيندي.

5. مقامي صحيح درجه حرارت ڪنٽرول: اهو پوري سسٽم کي ٿڌو ڪرڻ کان سواءِ مخصوص هاٽ اسپاٽ کي صحيح طور تي ٿڌو يا گرم ڪري سگهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ توانائي جي ڪارڪردگي جو تناسب وڌيڪ ۽ سسٽم جي ڊيزائن کي وڌيڪ آسان بڻائي ٿو.

II. درخواست جا ڪيس ۽ ترقي جا رجحان

• آپٽيڪل ماڊيولز: مائڪرو ٽي اي سي ماڊيول (مائڪرو ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولنگ ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولنگ ماڊيول ڪولنگ ڊي ايف بي/اي ايم ايل ليزر عام طور تي 10G/25G/100G/400G ۽ وڌيڪ شرح پلبل آپٽيڪل ماڊيولز (SFP+، QSFP-DD، OSFP) ۾ استعمال ٿيندا آهن ته جيئن ڊگهي فاصلي جي ٽرانسميشن دوران اکين جي نموني جي معيار ۽ بٽ جي غلطي جي شرح کي يقيني بڻائي سگهجي.

• LiDAR: آٽوميٽو ۽ صنعتي LiDAR ۾ ايج ايميٽنگ يا VCSEL ليزر لائيٽ ذريعن کي نبض جي استحڪام ۽ رينجنگ جي درستگي کي يقيني بڻائڻ لاءِ TEC ماڊيولز ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيولز، ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولر، پيلٽيئر ماڊيولز جي ضرورت هوندي آهي، خاص طور تي انهن منظرنامي ۾ جيڪي ڊگهي فاصلي ۽ اعليٰ ريزوليوشن جي ڳولا جي ضرورت هونديون آهن.

• انفراريڊ ٿرمل اميجر: هاءِ اينڊ ان ڪولڊ مائڪرو ريڊيوميٽر فوڪل پلين ايري (UFPA) کي آپريٽنگ گرمي پد (عام طور تي ~32°C) تي هڪ يا گهڻن TEC ماڊيول ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول مرحلن ذريعي مستحڪم ڪيو ويندو آهي، جيڪو گرمي پد جي ڊرفٽ شور کي گهٽائيندو آهي؛ ريفريجريٽرڊ ميڊيم-ويو/لانگ-ويو انفراريڊ ڊيٽيڪٽرز (MCT، InSb) کي ڊيپ کولنگ جي ضرورت هوندي آهي (-196°C اسٽرلنگ ريفريجريٽرز ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي، پر ننڍي ايپليڪيشنن ۾، TEC ماڊيول ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊل، پيلٽيئر ماڊل کي پري کولنگ يا سيڪنڊري گرمي پد ڪنٽرول لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو).

• حياتياتي فلوروسينس ڊيٽيڪشن/رامن اسپيڪٽروميٽر: سي سي ڊي/سي ايم او ايس ڪئميرا يا فوٽو ملٽيپلائر ٽيوب (پي ايم ٽي) کي ٿڌو ڪرڻ سان ڪمزور فلوروسينس/رامن سگنلن جي ڊيٽيڪشن جي حد ۽ تصويري معيار ۾ تمام گهڻو اضافو ٿئي ٿو.

• ڪوانٽم آپٽيڪل تجربا: سنگل-فوٽون ڊيڪٽرز لاءِ گهٽ درجه حرارت وارو ماحول فراهم ڪريو (جهڙوڪ سپر ڪنڊڪٽنگ نانوائر SNSPD، جنهن کي انتهائي گهٽ درجه حرارت جي ضرورت هوندي آهي، پر Si/InGaAs APD عام طور تي TEC ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيول، TE ڪولر) ۽ ڪجهه ڪوانٽم روشني ذريعن ذريعي ٿڌو ڪيو ويندو آهي.

• ترقي جو رجحان: ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيول، ٿرمو اليڪٽرڪ ڊيوائس، ٽي اي سي ماڊيول جي تحقيق ۽ ترقي، اعليٰ ڪارڪردگي (وڌايل ZT ويليو)، گهٽ قيمت، ننڍو سائيز ۽ مضبوط کولنگ گنجائش؛ جديد پيڪنگنگ ٽيڪنالاجيز (جهڙوڪ 3D IC، ڪو-پيڪيجڊ آپٽڪس) سان وڌيڪ ويجهڙائي سان ضم ٿيل؛ ذهين گرمي پد ڪنٽرول الگورتھم توانائي جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائين ٿا.

ٿرمو اليڪٽرڪ کولنگ ماڊيولز، ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولر، ٿرمو اليڪٽرڪ ماڊيولز، پيلٽيئر ايليمينٽس، پيلٽيئر ڊيوائسز جديد اعليٰ ڪارڪردگي واري آپٽو اليڪٽرونڪ شين جا بنيادي ٿرمل مئنيجمينٽ جزا بڻجي ويا آهن. ان جو صحيح گرمي پد ڪنٽرول، سولڊ اسٽيٽ اعتبار، تيز جواب، ۽ ننڍو سائيز ۽ لچڪدار مؤثر طريقي سان اهم چئلينجن کي حل ڪن ٿا جهڙوڪ ليزر طول موج جي استحڪام، ڊيڪٽر حساسيت جي بهتري، آپٽيڪل سسٽم ۾ ٿرمل ڊرفٽ کي دٻائڻ، ۽ هاءِ پاور ايل اي ڊي ڪارڪردگي جي سار سنڀال. جيئن ته آپٽو اليڪٽرونڪ ٽيڪنالاجي اعليٰ ڪارڪردگي، ننڍي سائيز ۽ وسيع ايپليڪيشن ڏانهن ترقي ڪري ٿي، ٽي اي سي ماڊيول، پيلٽيئر ڪولر، پيلٽيئر ماڊيول هڪ ناقابل بدل ڪردار ادا ڪندو رهندو، ۽ ان جي ٽيڪنالاجي پاڻ به وڌندڙ گهربل گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ مسلسل جدت آڻي رهي آهي.