Fotonikkteknologi fortsetter å bevege seg mot mindre formfaktorer og høyere effekttettheter. Ettersom optiske komponenter utvikler seg fra diskrete pakker til integrerte fotoniske kretser, øker varmefluksen per arealenhet kraftig. En laserdiode som opererer i noen få millimeter pakkeområde kan generere lokale varmetettheter som overstiger 100 W/cm2, for eksempel mens copackaged optikk og andre tette optiske underenheter presser disse verdiene enda høyere.
Termiske effekter påvirker direkte den optiske ytelsen. Bølgelengde, utgangseffekt, modulasjonsatferd og detektorstøy varierer med temperaturen. For systemer der ytelsesmarginene er smale, kan selv små termiske avvik føre til kanalfeiljustering, målefeil eller forringet bildekvalitet. Ettersom fotoniske enheter blir mer kompakte og tettere integrerte, mangler passiv kjøling alene ofte presisjonen som kreves for å opprettholde konsistente driftsforhold. Som et resultat implementeres aktiv termisk kontroll i økende grad på enhets- og pakkenivå.
Termoelektriske kjølere og aktiv temperaturkontroll
Termoelektriske kjølere (TEC-er) fungerer basert på Peltier-effekten, et solid-fenomen der en påført elektrisk strøm driver varmetransport over kryss av forskjellige halvledermaterialer. Når strømmen flyter, pumpes varme aktivt fra den ene siden av enheten til den andre. I motsetning til passive varmeavledere eller konveksjonsbaserte-tilnærminger, gir termoelektriske enheter direkte temperaturkontroll i stedet for kun å stole på varmespredning og fjerning (se fig. 1).
Fotonikkteknologi fortsetter å bevege seg mot mindre formfaktorer og høyere effekttettheter. Ettersom optiske komponenter utvikler seg fra diskrete pakker til integrerte fotoniske kretser, øker varmefluksen per arealenhet kraftig. En laserdiode som opererer i noen få millimeter pakkeområde kan generere lokale varmetettheter som overstiger 100 W/cm2, for eksempel mens copackaged optikk og andre tette optiske underenheter presser disse verdiene enda høyere.
Termiske effekter påvirker direkte den optiske ytelsen. Bølgelengde, utgangseffekt, modulasjonsatferd og detektorstøy varierer med temperaturen. For systemer der ytelsesmarginene er smale, kan selv små termiske avvik føre til kanalfeiljustering, målefeil eller forringet bildekvalitet. Ettersom fotoniske enheter blir mer kompakte og tettere integrerte, mangler passiv kjøling alene ofte presisjonen som kreves for å opprettholde konsistente driftsforhold. Som et resultat implementeres aktiv termisk kontroll i økende grad på enhets- og pakkenivå.
Termoelektriske kjølere og aktiv temperaturkontroll
Termoelektriske kjølere (TEC-er) fungerer basert på Peltier-effekten, et solid-fenomen der en påført elektrisk strøm driver varmetransport over kryss av forskjellige halvledermaterialer. Når strømmen flyter, pumpes varme aktivt fra den ene siden av enheten til den andre. I motsetning til passive varmeavledere eller konveksjonsbaserte-tilnærminger, gir termoelektriske enheter direkte temperaturkontroll i stedet for kun å stole på varmespredning og fjerning (se fig. 1).
