Optoelectronics နယ်ပယ်တွင် သာမိုလျှပ်စစ်အအေးပေးစနစ်၊TEC module၊ peltier cooler၊
Thermoelectric Cooler၊ thermoelectric module၊peltier module (TEC) သည် ၎င်း၏ထူးခြားသောအားသာချက်များဖြင့် optoelectronic ထုတ်ကုန်နယ်ပယ်တွင် မရှိမဖြစ်အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ အောက်ပါတို့သည် optoelectronic ထုတ်ကုန်များတွင် ၎င်း၏ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပလီကေးရှင်း၏ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
I. Core Application Fields နှင့် Action of Mechanism
1. လေဆာ၏တိကျသောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှု
• အဓိကလိုအပ်ချက်များ- ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများ (LDS)၊ ဖိုက်ဘာလေဆာပန့်ရင်းမြစ်များနှင့် အစိုင်အခဲ-စတိတ်လေဆာပုံဆောင်ခဲများသည် အပူချိန်အတွက် အလွန်အမင်းထိခိုက်လွယ်ပါသည်။ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများ ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်-
• လှိုင်းအလျား ပျံ့ခြင်း- ဆက်သွယ်ရေး၏ လှိုင်းအလျားတိကျမှု (DWDM စနစ်များကဲ့သို့) သို့မဟုတ် ပစ္စည်းလုပ်ဆောင်ခြင်း၏ တည်ငြိမ်မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။
• အထွက်ပါဝါအတက်အကျ- စနစ်အထွက်၏ ညီညွတ်မှုကို လျှော့ချသည်။
• Threshold current ကွဲပြားမှု- စွမ်းဆောင်ရည်ကို လျှော့ချပြီး ပါဝါသုံးစွဲမှုကို တိုးစေသည်။
• သက်တမ်းတိုခြင်း- မြင့်မားသောအပူချိန်များသည် စက်ပစ္စည်းများ၏အိုမင်းခြင်းကို မြန်စေသည်။
• TEC module၊thermoelectric module လုပ်ဆောင်ချက်- အပိတ်-စက်ဝိုင်း အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုစနစ် (အပူချိန်အာရုံခံကိရိယာ + ထိန်းချုပ်ကိရိယာ +TEC မော်ဂျူး၊ TE အအေးပေးစက်) အားဖြင့် လေဆာ ချစ်ပ် သို့မဟုတ် မော်ဂျူး၏ လည်ပတ်မှုအပူချိန်သည် အကောင်းဆုံးအမှတ်တွင် တည်ငြိမ်သည် (ပုံမှန်အားဖြင့် 25°C±0.1°C သို့မဟုတ် ပိုပိုတိကျသည်)၊ လှိုင်းအလျားတည်ငြိမ်မှု၊ အဆက်မပြတ် ပါဝါထွက်ရှိမှု၊ သက်တမ်းကြာရှည်မှုတို့ကို သေချာစေသည်။ ဤသည်မှာ optical communication၊ laser processing နှင့် medical lasers ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များအတွက် အခြေခံအာမခံချက်ဖြစ်သည်။
2. photodetectors/infrared detectors များ၏ အအေးခံခြင်း။
• အဓိကလိုအပ်ချက်များ-
• မှောင်သောလျှပ်စီးကြောင်းကို လျှော့ချပါ- အနီအောက်ရောင်ခြည် ဆုံမှတ်လေယာဉ် အခင်းအကျင်းများ (IRFPA) ကဲ့သို့သော photodiodes (အထူးသဖြင့် အနီအောက်ရောင်ခြည် ဆက်သွယ်ရေးတွင် အသုံးပြုသော InGaAs detectors)၊ avalanche photodiodes (APD) နှင့် mercury cadmium telluride (HgCdTe) တို့သည် အခန်းအပူချိန်တွင် အတော်အတန် မှောင်နေသော လျှပ်စီးကြောင်းများ ရှိသည်။ signal-sension (အာရုံခံနိုင်မှု) အချိုးအစား သိသိသာသာ လျော့ကျသွားသည်။
• အပူဆူညံသံများကို နှိမ်နှင်းခြင်း- detector ကိုယ်တိုင်၏ အပူရှိန်ဆူညံမှုသည် ထောက်လှမ်းကန့်သတ်မှု (ဥပမာ အားနည်းသော အလင်းအချက်ပြမှုများနှင့် ခရီးဝေးပုံရိပ်များကဲ့သို့) ကို ကန့်သတ်ထားသည်။
• အပူချိန်အအေးခံမော်ဂျူး၊ Peltier မော်ဂျူး (peltier ဒြပ်စင်) လုပ်ဆောင်ချက်- detector ချစ်ပ် သို့မဟုတ် အထုပ်တစ်ခုလုံးကို ပတ်ဝန်းကျင်အပူချိန်ခွဲ (ဥပမာ -40°C သို့မဟုတ် အောက်) တွင် အအေးခံပါ။ မှောင်သောလျှပ်စီးကြောင်းနှင့် အပူရှိန်ဆူညံသံများကို သိသာစွာလျှော့ချပြီး စက်၏ အာရုံခံနိုင်စွမ်း၊ ထောက်လှမ်းမှုနှုန်းနှင့် ပုံရိပ်အရည်အသွေးကို သိသိသာသာ တိုးတက်စေသည်။ အထူးသဖြင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အနီအောက်ရောင်ခြည်အပူဓါတ်ပုံများ၊ ညအမြင်အာရုံခံကိရိယာများ၊ spectrometers များနှင့် ကွမ်တမ်ဆက်သွယ်ရေး single-photon detectors များအတွက် အထူးအရေးကြီးပါသည်။
3. တိကျသော optical စနစ်များနှင့် အစိတ်အပိုင်းများ၏ အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှု
• အဓိကလိုအပ်ချက်များ- optical platform ပေါ်ရှိ အဓိက အစိတ်အပိုင်းများ (ဥပမာ ဖိုက်ဘာ Bragg ဆန်ခါများ၊ စစ်ထုတ်မှုများ၊ interferometers၊ မှန်ဘီလူးအုပ်စုများ၊ CCD/CMOS အာရုံခံကိရိယာများ) သည် အပူချဲ့ထွင်ခြင်းနှင့် အလင်းယပ်ညွှန်းကိန်း အပူချိန်ကိန်းဂဏန်းများကို အာရုံခံနိုင်စွမ်းရှိသည်။ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများသည် အလင်းလမ်းကြောင်းအလျား၊ focal length ပျံကျခြင်းနှင့် filter ၏အလယ်ဗဟိုရှိ လှိုင်းအလျားပြောင်းလဲမှုတို့ကို ဖြစ်စေနိုင်ပြီး စနစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ယိုယွင်းသွားစေသည် (ဥပမာ မှုန်ဝါးသောပုံရိပ်၊ မတိကျသောအလင်းကြည့်လမ်းကြောင်းနှင့် တိုင်းတာမှုအမှားများ)။
• TEC မော်ဂျူး၊ သာမိုလျှပ်စစ် အအေးခံ မော်ဂျူး လုပ်ဆောင်ချက်-
• Active temperature control- အဓိက optical အစိတ်အပိုင်းများကို မြင့်မားသော thermal conductivity substrate တွင် တပ်ဆင်ထားပြီး TEC module (peltier cooler၊peltier device)၊thermoelectric device သည် အပူချိန်ကို တိကျစွာထိန်းချုပ်သည် (အဆက်မပြတ်အပူချိန် သို့မဟုတ် တိကျသောအပူချိန်မျဉ်းကွေးကို ထိန်းသိမ်းသည်)။
• Temperature homogenization- စနစ်၏အပူတည်ငြိမ်မှုကိုသေချာစေရန် စက်အတွင်းမှ အပူချိန်ကွာခြားချက် gradient ကိုဖယ်ရှားပါ။
• ပတ်ဝန်းကျင် အတက်အကျများကို တန်ပြန်ခြင်း- အတွင်းပိုင်းတိကျသော အလင်းပြန်လမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ ပြင်ပပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုအတွက် လျော်ကြေးပေးသည်။ ၎င်းကို တိကျမှုမြင့်မားသော spectrometers များ၊ နက္ခတ္တဗေဒကြည့်မှန်ပြောင်းများ၊ photolithography စက်များ၊ high-end microscopes, optical fiber sensing systems စသည်တို့တွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးချပါသည်။
4. စွမ်းဆောင်ရည်ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် leds များ၏သက်တမ်းတိုးခြင်း။
• အဓိကလိုအပ်ချက်များ- စွမ်းအားမြင့် leds (အထူးသဖြင့် ပရိုဂရမ်၊ အလင်းရောင်နှင့် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို ကုသခြင်းအတွက်) သည် လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း သိသာထင်ရှားသော အပူကိုထုတ်ပေးသည်။ လမ်းဆုံအပူချိန် တိုးလာခြင်းသည် အောက်ပါတို့ကို ဦးတည်စေသည်-
• တောက်ပသော ထိရောက်မှု လျော့ကျသွားသည်- လျှပ်စစ်-အလင်းပြန်ခြင်း ထိရောက်မှု လျော့ကျသွားသည်။
• လှိုင်းအလျားပြောင်းခြင်း- အရောင်ညီညွှတ်မှုကို သက်ရောက်သည် (ဥပမာ RGB ပုံဆွဲခြင်း)။
• သက်တမ်းကို သိသိသာသာ လျှော့ချခြင်း- လမ်းဆုံအပူချိန်သည် led များ၏ သက်တမ်းကို ထိခိုက်စေသော အထင်ရှားဆုံးအချက်ဖြစ်သည် (Arrhenius မော်ဒယ်ကို လိုက်နာခြင်း)။
• TEC modules၊thermoelectric coolers၊thermoelectric modules လုပ်ဆောင်ချက်- အလွန်မြင့်မားသောပါဝါ သို့မဟုတ် တင်းကျပ်သောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုလိုအပ်ချက်များရှိသော LED applications များ (ဥပမာ အချို့သော projection light source နှင့် scientific-grade light sources များ), thermoelectric module, thermoelectric cooling module, peltier device, peltier element သည် ပိုမိုအားကောင်းပြီး တိကျသော တက်ကြွသောအအေးပေးနိုင်စွမ်းကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး ရိုးရာ LED အကွာအဝေးထက် မြင့်မားသော အပူချိန်ကို ထိန်းသိမ်းပေးပြီး တောက်ပသောအပူချိန်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ထိန်းသိမ်းပေးနိုင်ပါသည်။ အထွက်၊ တည်ငြိမ်သော ရောင်စဉ်နှင့် အလွန်ရှည်သော သက်တမ်း။
ii. Opto အီလက်ထရွန်းနစ်အပလီကေးရှင်းများတွင် TEC မော်ဂျူးများ၏ အစားထိုးမရနိုင်သော အားသာချက်များကို အသေးစိတ်ရှင်းလင်းချက်
1. တိကျသောအပူချိန်ထိန်းချုပ်နိုင်မှု- ၎င်းသည် ±0.01°C သို့မဟုတ် ပိုမိုတိကျသောတိကျမှုဖြင့် တည်ငြိမ်သောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုကို ရရှိနိုင်ပြီး လေအေးပေးစက်နှင့် အရည်အအေးပေးခြင်းကဲ့သို့သော passive သို့မဟုတ် active heat dissipation နည်းလမ်းများထက် ကျော်လွန်ကာ optoelectronic ကိရိယာများ၏ တင်းကျပ်သောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။
2. ရွေ့လျားနေသော အစိတ်အပိုင်းများနှင့် ရေခဲသေတ္တာမရှိခြင်း- Solid-state လည်ပတ်မှု၊ ကွန်ပရက်ဆာ သို့မဟုတ် ပန်ကာတုန်ခါမှု အနှောင့်အယှက်မရှိ၊ ရေခဲသေတ္တာယိုစိမ့်မှု အန္တရာယ်မရှိ၊ အလွန်မြင့်မားသော ယုံကြည်စိတ်ချရမှု၊ ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုကင်းသော၊ ဖုန်စုပ်စက်နှင့် အာကာသကဲ့သို့သော အထူးပတ်ဝန်းကျင်များအတွက် သင့်လျော်သည်။
3. မြန်ဆန်သောတုံ့ပြန်မှုနှင့် နောက်ပြန်လှည့်နိုင်မှု- လက်ရှိဦးတည်ချက်ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့်၊ အအေး/အပူပေးသည့်မုဒ်ကို လျင်မြန်သောတုံ့ပြန်မှုမြန်နှုန်း (မီလီစက္ကန့်အတွင်း) ဖြင့် ချက်ချင်းပြောင်းနိုင်သည်။ တိကျသော အပူချိန် စက်ဘီးစီးခြင်း (စက်ပစ္စည်းစမ်းသပ်ခြင်းကဲ့သို့) လိုအပ်သော ယာယီအပူများ သို့မဟုတ် အပလီကေးရှင်းများနှင့် ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရန်အတွက် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။
4. Miniaturization နှင့် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်- ကျစ်ကျစ်လစ်လစ်ဖွဲ့စည်းပုံ (မီလီမီတာအဆင့်အထူ)၊ စွမ်းအားမြင့်သိပ်သည်းဆ၊ နှင့် chip-level၊ module-level သို့မဟုတ် system-level packaging တို့တွင် အမျိုးမျိုးသော space-constrained optoelectronic ထုတ်ကုန်များ၏ ဒီဇိုင်းနှင့်လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
5. ဒေသဆိုင်ရာတိကျသောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှု- ၎င်းသည် စနစ်တစ်ခုလုံးကိုအအေးမပေးဘဲ တိကျစွာအအေးခံနိုင်သည် သို့မဟုတ် အပူပေးစွမ်းနိုင်ပြီး ပိုမိုမြင့်မားသောစွမ်းအင်ထိရောက်မှုအချိုးနှင့် ပိုမိုရိုးရှင်းသောစနစ်ဒီဇိုင်းကိုရရှိစေသည်။
iii. လျှောက်လွှာကိစ္စများနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးလမ်းကြောင်းများ
• Optical modules- Micro TEC module (micro thermoelectric cooling module၊ thermoelectric cooling module အအေးခံ DFB/EML လေဆာများကို 10G/25G/100G/400G နှင့် ပိုမိုမြင့်မားသော pluble optical modules (SFP+, QSFP-DD, OSFP) တို့တွင် အသုံးများပါသည်။ ခရီးဝေးအတွင်း မျက်စိပုံစံအရည်အသွေးနှင့် bit error rate သေချာစေရန်။
• LiDAR- မော်တော်ယာဥ်နှင့် စက်မှုလုပ်ငန်း LiDAR ရှိ အစွန်း-ထုတ်လွှတ်ခြင်း သို့မဟုတ် VCSEL လေဆာအလင်းရင်းမြစ်များသည် TEC မော်ဂျူးများ သာမိုလျှပ်စစ်အအေးခံမော်ဂျူးများ၊ သာမိုလျှပ်စစ်အအေးပေးစက်များ၊
• အနီအောက်ရောင်ခြည်အပူဓါတ်ပုံ- high-end uncooled micro-radiometer focal plane array (UFPA) သည် လည်ပတ်မှုအပူချိန် (ပုံမှန်အားဖြင့် ~32°C) တွင် TEC module တစ်ခု သို့မဟုတ် အများအပြား TEC module တစ်ခုမှ thermoelectric cooling module အဆင့်များမှတစ်ဆင့် အပူချိန်ပျံ့လွင့်မှုဆူညံသံများကို လျှော့ချပေးသည်။ အအေးခန်းတွင်ရှိသော အလယ်အလတ်လှိုင်း/လှိုင်းရှည် အနီအောက်ရောင်ခြည် ထောက်လှမ်းကိရိယာများ (MCT, InSb) သည် နက်ရှိုင်းသောအအေးခံရန် လိုအပ်သည် (-196°C ကို Stirling ရေခဲသေတ္တာများက ရရှိသော်လည်း အသေးစားအပလီကေးရှင်းများတွင် TEC မော်ဂျူး သာမိုလျှပ်စစ် မော်ဂျူး၊ peltier မော်ဂျူးကို ကြိုတင်အအေးခံခြင်း သို့မဟုတ် အလယ်တန်း အပူချိန်ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။
• ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာဖြာထွက်မှုရှာဖွေခြင်း/Raman spectrometer- CCD/CMOS ကင်မရာ သို့မဟုတ် photomultiplier tube (PMT) ကို အအေးပေးခြင်းသည် ထောက်လှမ်းကန့်သတ်မှုနှင့် အားနည်းသော fluorescence/Raman အချက်ပြမှုများ၏ပုံရိပ်အရည်အသွေးကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။
• Quantum optical စမ်းသပ်မှုများ- single-photon detectors (ဥပမာ superconducting nanowire SNSPD ကဲ့သို့သော superconducting nanowire SNSPD ကဲ့သို့၊ သို့သော် Si/InGaAs APD သည် အများအားဖြင့် TEC Module၊ thermoelectric cooling module၊ thermoelectric module၊ TE cooler) နှင့် အချို့သော quantum light sources တို့မှ အအေးခံပါသည်။
• ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလမ်းကြောင်း- သာမိုလျှပ်စစ်အအေးခံမော်ဂျူး၊ သာမိုလျှပ်စစ်စက်၊ စွမ်းဆောင်ရည်ပိုမြင့်သော TEC မော်ဂျူးကို သုတေသနပြုခြင်းနှင့် တီထွင်ခြင်း အဆင့်မြင့်ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများ (ဥပမာ 3D IC၊ Co-Packaged Optics) နှင့် ပိုမိုနီးကပ်စွာပေါင်းစပ်ထားသည်။ အသိဉာဏ်ရှိသော အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှု အယ်လဂိုရီသမ်များသည် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို ပိုကောင်းအောင် လုပ်ဆောင်သည်။
သာမိုလျှပ်စစ်အအေးပေးသည့် မော်ဂျူးများ၊ သာမိုလျှပ်စစ်အအေးပေးစက်များ၊ သာမိုလျှပ်စစ် မော်ဂျူးများ၊ peltier ဒြပ်စင်များ၊ peltier ကိရိယာများသည် ခေတ်မီစွမ်းဆောင်ရည်မြင့် optoelectronic ထုတ်ကုန်များ၏ အဓိက အပူပိုင်းစီမံခန့်ခွဲမှု အစိတ်အပိုင်းများ ဖြစ်လာခဲ့သည်။ ၎င်း၏တိကျသောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှု၊ အစိုင်အခဲ-အခြေအနေယုံကြည်စိတ်ချရမှု၊ လျင်မြန်သောတုံ့ပြန်မှု၊ သေးငယ်သောအရွယ်အစားနှင့် လိုက်လျောညီထွေမှုတို့သည် လေဆာလှိုင်းအလျားတည်ငြိမ်မှု၊ detector sensitivity တိုးတက်လာမှု၊ optical စနစ်များတွင် အပူပျံ့ခြင်းကို ဖိနှိပ်ခြင်းနှင့် စွမ်းအားမြင့် LED စွမ်းဆောင်ရည်ထိန်းသိမ်းခြင်းစသည့် အဓိကစိန်ခေါ်မှုများကို ထိရောက်စွာဖြေရှင်းပေးပါသည်။ optoelectronic နည်းပညာသည် ပိုမိုမြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ဆီသို့ ဦးတည်လာသည်နှင့်အမျှ ပိုမိုသေးငယ်သောအရွယ်အစားနှင့် ပိုကျယ်သောအသုံးချပလီကေးရှင်း၊ TECmodule၊peltier cooler၊peltier module သည် အစားထိုး၍မရသောအခန်းကဏ္ဍမှဆက်လက်ပါဝင်နေမည်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်း၏နည်းပညာကိုယ်တိုင်ကလည်း တိုးများလာနေသောလိုအပ်ချက်များကိုဖြည့်ဆည်းရန် အဆက်မပြတ်ဆန်းသစ်နေပါသည်။
စာတိုက်အချိန်- ဇွန်လ-၀၃-၂၀၂၅
