تستمر تكنولوجيا الضوئيات في التحرك نحو عوامل الشكل الأصغر وكثافة الطاقة الأعلى. مع تطور المكونات البصرية من حزم منفصلة إلى دوائر فوتونية متكاملة، يزداد التدفق الحراري لكل وحدة مساحة بشكل حاد. يمكن لصمام ثنائي ليزر يعمل في بضعة ملليمترات من مساحة العبوة أن يولد كثافات حرارية محلية تتجاوز 100 واط / سم2، على سبيل المثال، في حين أن البصريات المجمعة وغيرها من التجميعات الفرعية الضوئية الكثيفة تدفع هذه القيم إلى أعلى.
تؤثر التأثيرات الحرارية بشكل مباشر على الأداء البصري. يختلف الطول الموجي وقدرة الخرج وسلوك التشكيل وضوضاء الكاشف باختلاف درجة الحرارة. بالنسبة للأنظمة التي تكون فيها هوامش الأداء ضيقة، يمكن أن تترجم الانحرافات الحرارية الصغيرة حتى إلى اختلال القناة أو خطأ في القياس أو تدهور جودة الصورة. نظرًا لأن الأجهزة الضوئية أصبحت أكثر إحكاما وتكاملًا بإحكام، فإن التبريد السلبي وحده غالبًا ما يفتقر إلى الدقة المطلوبة للحفاظ على ظروف تشغيل متسقة. ونتيجة لذلك، يتم تنفيذ التحكم الحراري النشط بشكل متزايد على مستوى الجهاز والحزمة.
مبردات حرارية وتحكم نشط في درجة الحرارة
تعمل المبردات الكهروحرارية (TECs) استنادًا إلى تأثير بلتيير، وهي ظاهرة -حالة صلبة يقوم فيها تيار كهربائي مطبق بنقل الحرارة عبر تقاطعات لمواد شبه موصلة مختلفة. عندما يتدفق التيار، يتم ضخ الحرارة بشكل فعال من جانب واحد من الجهاز إلى الجانب الآخر. على عكس المشتتات الحرارية السلبية أو الأساليب المعتمدة على الحمل الحراري-، توفر الأجهزة الحرارية التحكم المباشر في درجة الحرارة بدلاً من الاعتماد فقط على نشر الحرارة وإزالتها (راجع الشكل. 1).
تستمر تكنولوجيا الضوئيات في التحرك نحو عوامل الشكل الأصغر وكثافة الطاقة الأعلى. مع تطور المكونات البصرية من حزم منفصلة إلى دوائر فوتونية متكاملة، يزداد التدفق الحراري لكل وحدة مساحة بشكل حاد. يمكن لصمام ثنائي ليزر يعمل في بضعة ملليمترات من مساحة العبوة أن يولد كثافات حرارية محلية تتجاوز 100 واط / سم2، على سبيل المثال، في حين أن البصريات المجمعة وغيرها من التجميعات الفرعية الضوئية الكثيفة تدفع هذه القيم إلى أعلى.
تؤثر التأثيرات الحرارية بشكل مباشر على الأداء البصري. يختلف الطول الموجي وقدرة الخرج وسلوك التشكيل وضوضاء الكاشف باختلاف درجة الحرارة. بالنسبة للأنظمة التي تكون فيها هوامش الأداء ضيقة، يمكن أن تترجم الانحرافات الحرارية الصغيرة حتى إلى اختلال القناة أو خطأ في القياس أو تدهور جودة الصورة. نظرًا لأن الأجهزة الضوئية أصبحت أكثر إحكاما وتكاملًا بإحكام، فإن التبريد السلبي وحده غالبًا ما يفتقر إلى الدقة المطلوبة للحفاظ على ظروف تشغيل متسقة. ونتيجة لذلك، يتم تنفيذ التحكم الحراري النشط بشكل متزايد على مستوى الجهاز والحزمة.
مبردات حرارية وتحكم نشط في درجة الحرارة
تعمل المبردات الكهروحرارية (TECs) استنادًا إلى تأثير بلتيير، وهي ظاهرة -حالة صلبة يقوم فيها تيار كهربائي مطبق بنقل الحرارة عبر تقاطعات لمواد شبه موصلة مختلفة. عندما يتدفق التيار، يتم ضخ الحرارة بشكل فعال من جانب واحد من الجهاز إلى الجانب الآخر. على عكس المشتتات الحرارية السلبية أو الأساليب المعتمدة على الحمل الحراري-، توفر الأجهزة الحرارية التحكم المباشر في درجة الحرارة بدلاً من الاعتماد فقط على نشر الحرارة وإزالتها (راجع الشكل. 1).
