高功率二极管激光器模块式微通道冷却器研制

针对高功率二极管激光器(DL)的散热需求,对不同结构的微通道冷却器进行了模拟散热计算,优化了冷却器的结构参数.冷却器采用Cu-WCu合金复合结构,由多层金属片焊接而成,其内部散热片采用具有高热导率的无氧铜制作,上、下表面采用硬度高,热导率也较高的WCu合金制作.这种结构不仅避免了无氧铜较软、面形和棱边质量难控制的缺点,还可提高冷却器的强度,使冷却器可以做得较薄.冷却器外形尺寸为25.0 mm×12.0 mm×1.5 mm.使用连续二极管激光器板条和模拟热源对不同内部结构的微通道冷却器的热阻进行了实验测量,冷却器的热阻为0.4～0.8 K/W.研制的模块式微通道冷却器可满足连续50 W或脉冲功率120 W(20%占空比)的高功率二极管激光器板条的散热需求,堆叠的二维叠阵DL可以很好地用作高平均功率DPL的泵浦源.     

人造多晶金刚石的热导率

目前,称为散热片的一些特殊类型金刚石在电子工业中开拓了新的应用领域,尤其是制作方便、易于成型的多晶金刚石散热片正在发展之中.本文就人造多晶金刚石的热导率作一初步探讨. 一、热导率及其测试1.热导率 材料散热性能的好坏由热导率来衡量,所以首先必须测量热导率. 从热传导     

激光二极管高效铜微通道冷却器设计

 通过对铜微通道冷却器的散热分析，设计出５层结构的模块式铜微通道冷却器。采用常规的线切割工艺加工，散热通道宽大约200μm，深300μm，各层间用真空钎焊的方法组装。该冷却器对于腔长06mm、宽10mm的线阵激光二极管芯片热阻为0.58℃/W。通过面阵激光二极管封装实验证明，该冷却器可用于10％占空比工作的面阵激光二极管封装。     

石墨片作辅助热沉的高功率半导体激光器热传导特性

为使边发射高功率单管半导体激光器有源区温度降低,增加封装结构的散热性能,降低器件封装成本,提出一种采用高热导率的石墨片作为辅助热沉的高功率半导体激光器封装结构。利用有限元分析研究了采用石墨片作辅助热沉后,封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。研究分析过渡热沉铜钨合金与辅助热沉石墨的宽度尺寸变化对半导体激光器有源区温度的影响。新型封装结构与使用铜钨合金作为过渡热沉的传统结构相比,有源区结温降低4.5 K,热阻降低0.45 K/W。通过计算可知,激光器的最大输出功率为20.6 W。在研究结果的指导下,确定铜钨合金与石墨的结构尺寸,以达到最好的散热效果。     

不同类型缺陷对多层石墨烯热导率的影响

本文采用分子动力学方法研究了300 K,650 K和1400 K温度下,片层尺寸8.70×7.48 nm2的12层石墨烯在一定数量的空位缺陷、杂质N原子和杂质化学官能团-CH3影响下的热导率。采用频谱能量密度分析方法求解了声子色散关系。结果发现杂质N原子掺杂仅影响了材料内原子质量和键长键角,对热导率影响较小;而-CH_3官能团引入了额外的官能团平动和转动能量,对热导率有一定影响;空位缺陷不仅影响了声子传递,还额外激发了高频声子,对热导率影响最大。     

准分子激光功率标准探测器的研制

采用高热导率碳化硅陶瓷作为吸收体材料,基于厚膜技术制作电热单元,研制了10 mW～1 W电校准准分子激光功率标准器,基于电替代法实现激光功率量值复现,量值复现不确定度达到0.26%（k=1）。在脉冲激光条件下对SiC陶瓷和几种常用的面吸收体材料进行了激光损伤测试,结果显示高热导率SiC陶瓷具有较高的抗损伤性能,设计的锥形结构吸收体在248 nm准分子激光条件下能量损伤阈值为2.2 J/cm2。在多波长下基于积分球系统测量了腔体吸收率,介绍了248 nm准分子激光条件下吸收率测量方法,设计的腔体在几种波长下吸收率大于0.99。基于电校准法实验测量了标准器的光电等效性,灵敏度光电不等效修正因子为1.002 6。     

GaAs IMSM光电探测器及其与FET的单片集成研究

采用S.I.GaAs衬底上MBE生长的两层结构外延材料制作了IMSM-PD并与采用离子注入材料制作的IMSM-PD的特性进行了比较,结果表明采用MBE材料的器件特性较优,在5V偏置电压下暗电流小于1nA。已将IMSM-PD与MESFET放大电路进行了单片集成构成光接收器。     

铜-铝扩散焊及拉伸的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了铜-铝扩散焊过程，分析了理想平面铜-铝试件(001)晶面间扩散焊的过渡层厚度，并利用径向分布、键对分析方法分析了在不同的降温速率下过渡层的结构变化.降温速率大时，过渡层保持原有无序结构，降温速率小时，过渡层从无序结构向面心立方结构转变.还对扩散焊后的铜-铝试件进行了拉伸模拟，并与尺寸大小相近的单晶铜和单晶铝的拉伸模拟结果进行比较.结果发现焊接后的强度比单晶铝和单晶铜的强度都要小，最大应变值也小.     

氧化锡透明导电膜的制备及其性能

<正> 一、引言正在研制的太阳磁场望远镜,使用6块纵调KDP电光晶体,需使用12块透明导电玻璃作电极,它们在5324A和4861A上工作。由于使用的电极多,所以单块导电玻璃透光率的高低将严重影响仪器的光量和性能。因此,高透明的导电玻璃是该仪器研制的关键问题之一。我们采用在K9玻璃上高温喷镀氧化锡膜层的方法来制作导电玻璃,通过喷加和磨减,调节膜层的厚度和均匀性,从而制得了高透明氧化锡导电玻璃。测量结果表明,在硅油中12片导电玻璃(包括膜层和基底)总的吸收和反射损失为     

激光辐照光伏型光电探测器热效应的有限元分析

建立了高斯激光辐照光伏(PV)型光电探测器温升的三维物理模型，采用有限元分析方法计算了探测器的三维温度场分布，探讨了辐照时间、胶层厚度和胶层热导率对熔融损伤阈值及热恢复时间的影响。研究结果表明：InSb PV型探测器受到强激光连续辐照时会发生熔融损伤破坏，且最早发生于迎光面的光斑中心；激光的功率越高，造成损伤破坏所需要的时间越短；热导率越大，越薄的胶层对应的损伤阈值越大，但胶层厚度和热导率对熔融损伤阈值的影响在大功率激光辐照时才较明显。为了提高PV型探测器抗激光辐照能力，应选用热导率大且尽可能薄的胶层。采用该模型计算得到10W功率激光辐照下的熔融时间为3.26s,与实验得到的3s基本吻合。     

并五苯分子在Ag(110)表面成膜过程中的结构研究

采用低能电子衍射原位研究了并五苯分子（C₂₂H₁₄）在Ag(110)单晶表面的生长，观察了在初期沉积过程及随后基底变温过程中分子层结构的形成和变化.室温下并五苯分子在Ag(110)基底表面具有高的迁移性，从开始无序的亚单层膜结构逐渐形成有序的单层膜结构．实验和理论分析表明：并五苯分子平铺在Ag(110)表面，形成了与基底构成有关的有序结构，存在沿基底晶向成镜面对称的两种畴界取向，在基底温度从室温升高到接近并五苯升华温度的过程中，基底上的有序分子层结构保持稳定不变 关键词： 并五苯 低能电子衍射图案 分子层结构 Ag(110)     

V形槽硅微通道冷却器研制

报道了V形槽硅微通道冷却器的结构和主要制作工艺,研制了冷却器样品.性能测试结果表明冷却器在供水压力为2×105Pa时,封装面热阻尼系数为 0.051 ℃·cm2/W,能够用于封装峰值功率密度达到1 kW/cm2、工作占空比大于10%的激光二极管面阵.其冷却能力与数值模拟结果较吻合,尚存在流量较小的问题,原因可能在于导流槽内存在较大的水头损失,同时与导流槽的结构有关.     

基于贝叶斯算法的CPU散热片结构自动优化

本文基于数值模拟、结构设计、优化设计以及贝叶斯优化算法提出一种针对散热片结构的自动优化框架，并对CPU正弦式散热片的振幅、周期和高度进行结构优化。结果表明，优化后的正弦式散热片与平板式散热片和初始正弦式散热片相比，表面平均努塞尔数提高了195%，表面最高温度降低了6.51?C。分析了优化前后正弦散热片场协同角的变化，进一步证实了流场和温度场协同性能对散热的本质影响。     

基于界面原子混合的材料导热性能

构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2层和4层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.     

高压烧结镀Cr、Ti膜金刚石/铜复合材料热导率研究

 采用磁控溅射方法,在金刚石表面镀覆活性金属Cr膜和Ti膜,在高温高压下合成了镀活性金属膜金刚石/铜复合材料。实验发现,活性金属的加入增强了金刚石与铜界面间的结合强度,减少了界面热阻,提高了复合材料的热导率。复合材料热导率随着金刚石体积分数的增加而降低,随着金刚石的粒度增大而提高。这主要是由界面热阻引起的,可以通过增大金刚石粒度和改善界面状态来提高复合材料热导率。     

对以并五苯和酞菁铜为不同有源层的有机薄膜晶体管特性研究

通过扫描电镜和X射线衍射对SiO₂衬底上生长并五苯和酞菁铜薄膜的表面形貌进行表征,并得到在SiO₂衬底上生长的并五苯薄膜是以岛状结构生长,其大小约为100nm,且薄膜有较好的结晶取向,呈多晶态存在. 酞菁铜薄膜则没有表现出明显的生长机理,其呈非晶态存在. 还对通过掩膜的方法制作得以酞菁铜和并五苯为有源层的顶栅极有机薄膜晶体管的特性进行了研究. 有源层的厚度为40nm,绝缘层SiO₂的厚度为250nm,器件的沟道宽长比(W/关键词： 有机薄膜晶体管 并五苯薄膜 酞菁铜薄膜 μ_EF)')" href="#">场效应迁移率(μ_EF)     

单模光纤布拉格反射滤波器

采用非对称五层光波导模型，分析了光纤布拉格反射滤波器特性，讨论实现窄带和宽带高反射滤波器的结构参数。文中报道关于光纤布拉格反射滤波器的实验研究，包括制作工艺和测试方法。典型的光纤布拉格反射滤波器在１．５μｍ波段的反射率达８０％，带宽１．５ｎｍ。     

缺陷增强铜/金刚石界面热导的分子动力学研究

铜和金刚石热载流子不同且声子态密度差异大，限制了其界面热输运。本文采用分子动力学模拟对铜和金刚石的界面热输运机理进行探究，提出通过对界面附近纳米尺度的金刚石层添加缺陷来改善其与铜的界面声子耦合。计算结果表明，在缺陷浓度为0.08时，铜和金刚石的界面热导比未添加缺陷时提高了89.2%。并进一步发现，虽然有缺陷的金刚石薄层自身热导率有所下降但仍远高于一般的热界面材料，因此界面处的集总热阻仍然得到了大幅降低。     

分子动力学模拟铜薄膜的热导率

采用分子动力学(MD)方法模拟铜薄膜的热导率,给出了厚度在100~400nm、温度在100~600K范围内铜薄膜热导率对尺寸及温度的依赖关系.     

渐变阻抗飞片超高速发射数值模拟

 为在轻气炮上实现二级飞片的超高速发射,设计了波阻抗连续变化的渐变阻抗飞片。变阻抗飞片撞击面为镁,底面为钨,中间为镁、铜和钨的掺合材料。建立了变阻抗飞片超高速发射的计算模型,采用分成单元层描述阻抗变化。对变阻抗飞片超高速发射二级飞片过程进行了数值模拟计算,分析了阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度对二级飞片速度的影响。结果表明：在优化阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度的条件下,二级飞片的最大速度能够达到16 km/s以上。