在太空环境中优化高功率二极管激光的散热结构
Lei Cheng1,2,3, Huaqing Sun1,3, Xuanjun Dai1,3
1College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541000, China.
Micromachines
|August 29, 2024
概括
在太空中优化高功率激光二极管 (HPLD) 的散热需要调整包装和微通道散热器 (MCHS) 设计. 这项研究通过改善热传导来提高航空航天应用的热可靠性.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 热管理 热管理
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 高功率激光二极管 (HPLD) 在快速发展的航空航天行业中变得越来越重要.
- 确保HPLD在太空环境中的热可靠性至关重要,需要优化散热结构和改进导热.
研究的目的:
- 理论分析和数值模拟HPLD在太空中的热性能.
- 优化微通道散热器 (MCHS) 的散热结构,以提高热可靠性.
- 调查优化MCHS对更高功率激光棒的适用性.
主要方法:
- 建立了一个基于数值模拟理论分析的HPLD模拟模型.
- 确定激光棒和微通道散热器 (MCHS) 切割角度的最佳包装位置.
- 优化了MCHS内部结构,使用单因素实验,直角实验以及神经网络和基因算法 (GA) 的组合来对关键参数进行优化 (宽W1,通道宽W2,通道长L1).
主要成果:
- 通过调整激光棒的包装位置,显著降低了激光器的最大温度和热阻.
- 在结构优化后大幅提高MCHS性能.
- 验证了优化的MCHS设计的有效性.
结论:
- 调整激光棒包装位置和优化MCHS结构是提高HPLD空间热可靠性的有效策略.
- 优化的MCHS表现出更好的性能和对更高功率激光棒的潜在适用性.
- 这项研究有助于开发更强大的光电子系统,用于太空应用.
