Модуль TEC, елемент Пельтьє, термоелектричний охолоджувальний модуль, термоелектричний охолоджувач, завдяки своїм унікальним перевагам, таким як точний контроль температури, відсутність шуму, вібрації та компактна структура, став основною технологією в галузі теплового управління оптоелектронними виробами. Його широке застосування в різних оптоелектронних пристроях безпосередньо пов'язане з продуктивністю, надійністю та терміном служби системи. Нижче наведено поглиблений аналіз основних сценаріїв застосування, технічних переваг та тенденцій розвитку:
1. Основні сценарії застосування та технічна цінність
Високопотужні лазери (твердотільні/напівпровідникові лазери)
• Передумови проблеми: Довжина хвилі та пороговий струм лазерного діода дуже чутливі до температури (типовий коефіцієнт температурного дрейфу: 0,3 нм/℃).
• Модулі TEC, термоелектричні модулі, елементи Пельтьє. Функція:
Стабілізуйте температуру чіпа в межах ±0,1℃, щоб запобігти спектральній неточності, спричиненій дрейфом довжини хвилі (наприклад, у системах зв'язку DWDM).
Придушення ефекту теплового лінзування та збереження якості променя (оптимізація коефіцієнта M²).
• Збільшений термін служби: на кожні 10°C зниження температури ризик виходу з ладу зменшується на 50% (модель Арреніуса).
• Типові сценарії: джерела волоконного лазерного випромінювання, медичне лазерне обладнання, промислові ріжучі лазерні головки.
2. Інфрачервоний детектор (охолоджуваний/неохолоджуваний)
• Передумови проблеми: Тепловий шум (темновий струм) зростає експоненціально з температурою, обмежуючи швидкість виявлення (D*).
• Термоелектричний охолоджувальний модуль, модуль Пельтьє, елемент Пельтьє, пристрій Пельтьє. Функція:
• Середньо- та низькотемпературне охолодження (від -40°C до 0°C): Зменшення NETD (еквівалентної різниці температур шуму) неохолоджуваних мікрорадіометричних калориметрів до 20%
3. Інтегровані інновації
• Мікроканальний вбудований модуль TEC, модуль Пельтьє, термоелектричний модуль, пристрій Пельтьє, термоелектричний модуль охолодження (ефективність розсіювання тепла покращена в 3 рази), гнучкий плівковий TEC (ламінація вигнутого екрану).
4. Інтелектуальний алгоритм керування
Модель прогнозування температури, заснована на глибокому навчанні (мережа LSTM), заздалегідь компенсує теплові збурення.
Майбутнє розширення застосування
• Квантова оптика: попереднє охолодження на рівні 4K для надпровідних детекторів окремих фотонів (SNSPDS).
• Дисплей Metaverse: Локальне придушення гарячих точок окулярів AR з мікросвітлодіодним підсвічуванням (щільність потужності >100 Вт/см²).
• Біофотоніка: Підтримка постійної температури в зоні культивування клітин для візуалізації in vivo (37±0,1°C).
Роль термоелектричних модулів, модулів Пельтьє, елементів Пельтьє, термоелектричних модулів охолодження та пристроїв Пельтьє в галузі оптоелектроніки була підвищена з допоміжних компонентів до основних компонентів, що визначають продуктивність. Завдяки проривам у напівпровідникових матеріалах третього покоління, гетероперехідних квантових структурах (таких як надґратка Bi₂Te₃/Sb₂Te₃) та спільному проектуванні системного теплового управління, модулі TEC, пристрої Пельтьє, елементи Пельтьє, термоелектричні модулі та термоелектричні модулі охолодження продовжуватимуть сприяти практичному застосуванню передових технологій, таких як лазерний зв'язок, квантове зондування та інтелектуальна візуалізація. Проектування майбутніх фотоелектричних систем зобов'язане досягти спільної оптимізації «температурно-фотоелектричних характеристик» у більш мікроскопічному масштабі.
Час публікації: 05 червня 2025 р.
