ការអភិវឌ្ឍន៍ និងកម្មវិធីនៃម៉ូឌុលត្រជាក់ thermoelectric, ម៉ូឌុល TEC, peltier cooler នៅក្នុងវិស័យ optoelectronics
Thermoelectric Cooler, thermoelectric module, peltier module (TEC) ដើរតួនាទីមិនអាចខ្វះបានក្នុងវិស័យផលិតផល optoelectronic ជាមួយនឹងគុណសម្បត្តិពិសេសរបស់វា។ ខាងក្រោមនេះគឺជាការវិភាគនៃការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយរបស់ខ្លួននៅក្នុងផលិតផល optoelectronic:
I. វាលកម្មវិធីស្នូល និងយន្តការនៃសកម្មភាព
1. ការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់នៃឡាស៊ែរ
• តម្រូវការសំខាន់ៗ៖ ឡាស៊ែរ semiconductor ទាំងអស់ (LDS) ប្រភពស្នប់ឡាស៊ែរជាតិសរសៃ និងគ្រីស្តាល់ឡាស៊ែររឹងមានលក្ខណៈរសើបខ្លាំងចំពោះសីតុណ្ហភាព។ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពអាចបណ្តាលឱ្យ:
• រលកចម្ងាយ៖ ប៉ះពាល់ដល់ភាពត្រឹមត្រូវនៃប្រវែងរលកនៃការទំនាក់ទំនង (ដូចជានៅក្នុងប្រព័ន្ធ DWDM) ឬស្ថេរភាពនៃដំណើរការសម្ភារៈ។
• ភាពប្រែប្រួលថាមពលទិន្នផល៖ កាត់បន្ថយភាពស៊ីសង្វាក់នៃទិន្នផលប្រព័ន្ធ។
• ការប្រែប្រួលនៃកម្រិតបច្ចុប្បន្ន៖ កាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាព និងបង្កើនការប្រើប្រាស់ថាមពល។
• អាយុកាលខ្លី៖ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បង្កើនល្បឿននៃភាពចាស់របស់ឧបករណ៍។
• ម៉ូឌុល TEC មុខងារម៉ូឌុលកម្តៅ៖ តាមរយៈប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពបិទជិត (ឧបករណ៏សីតុណ្ហភាព + ឧបករណ៍បញ្ជា + ម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌែល TE ត្រជាក់) សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការរបស់បន្ទះសៀគ្វីឡាស៊ែរ ឬម៉ូឌុលមានស្ថេរភាពនៅចំណុចល្អបំផុត (ជាធម្មតា 25°C ± 0.1°C ឬភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាងនេះ) ធានាបាននូវស្ថេរភាពរលក ទិន្នផលថាមពលថេរ អាយុកាលអតិបរមា និងយូរអង្វែង។ នេះគឺជាការធានាជាមូលដ្ឋានសម្រាប់វិស័យដូចជាទំនាក់ទំនងអុបទិក ដំណើរការឡាស៊ែរ និងឡាស៊ែរវេជ្ជសាស្ត្រ។
2. ភាពត្រជាក់នៃ photodetectors/infrared detectors
• តម្រូវការសំខាន់ៗ៖
• កាត់បន្ថយចរន្តងងឹត៖ អារេនៃយន្តហោះប្រសព្វអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (IRFPA) ដូចជា photodiodes (ជាពិសេសឧបករណ៍ចាប់ InGaAs ដែលប្រើក្នុងទំនាក់ទំនងជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ) avalanche photodiodes (APD) និងបារត cadmium telluride (HgCdTe) មានចរន្តងងឹតធំគួរសមនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ កាត់បន្ថយកម្រិតរលកសញ្ញា (NR-sensit ratio) និងមុខងារចាប់សញ្ញា។
• ការទប់ស្កាត់សំឡេងរំខានកម្ដៅ៖ សំឡេងកម្ដៅរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខ្លួនឯងគឺជាកត្តាចម្បងដែលកំណត់ដែនកំណត់នៃការរកឃើញ (ដូចជាសញ្ញាពន្លឺខ្សោយ និងការថតរូបភាពចម្ងាយឆ្ងាយ)។
• ម៉ូឌុលកំដៅត្រជាក់ មុខងារ Peltier (ធាតុ peltier)៖ ធ្វើឱ្យត្រជាក់បន្ទះឈីបឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ឬកញ្ចប់ទាំងមូលទៅសីតុណ្ហភាពរង (ដូចជា -40°C ឬទាបជាងនេះ)។ កាត់បន្ថយចរន្តងងឹត និងសំឡេងកម្ដៅយ៉ាងសំខាន់ ហើយធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពប្រែប្រួល អត្រារកឃើញ និងគុណភាពរូបភាពរបស់ឧបករណ៍។ វាមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់រូបភាពកំដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ឧបករណ៍មើលឃើញពេលយប់ វិសាលគម និងឧបករណ៍ចាប់រូបភាពតែមួយនៃទំនាក់ទំនង quantum ។
3. ការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពនៃប្រព័ន្ធអុបទិកភាពជាក់លាក់និងសមាសធាតុ
• តម្រូវការសំខាន់ៗ៖ សមាសធាតុសំខាន់ៗនៅលើវេទិកាអុបទិក (ដូចជា fiber Bragg gratings, filters, interferometers, lens group, CCD/CMOS sensors) មានភាពរសើបចំពោះការពង្រីកកម្ដៅ និងមេគុណសីតុណ្ហភាពសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ។ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពអាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរប្រវែងផ្លូវអុបទិក ការរសាត់តាមប្រវែងប្រសព្វ និងការផ្លាស់ប្តូររលកនៅចំកណ្តាលតម្រង ដែលនាំទៅដល់ការចុះខ្សោយនៃដំណើរការប្រព័ន្ធ (ដូចជារូបភាពមិនច្បាស់ ផ្លូវអុបទិកមិនត្រឹមត្រូវ និងកំហុសក្នុងការវាស់វែង)។
• ម៉ូឌុល TEC, ម៉ូឌុលកម្តៅកម្តៅ មុខងារ៖
• ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពសកម្ម៖ សមាសធាតុអុបទិកសំខាន់ៗត្រូវបានតំឡើងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានចរន្តកំដៅខ្ពស់ ហើយម៉ូឌុល TEC (ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ peltier ឧបករណ៍ peltier) ឧបករណ៍កម្តៅអាចគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពយ៉ាងជាក់លាក់ (រក្សាសីតុណ្ហភាពថេរ ឬខ្សែកោងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់)។
• ភាពដូចគ្នានៃសីតុណ្ហភាព៖ លុបបំបាត់ជម្រាលភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងឧបករណ៍ ឬរវាងសមាសធាតុ ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពកម្ដៅនៃប្រព័ន្ធ។
• ប្រឆាំងការប្រែប្រួលបរិស្ថាន៖ ទូទាត់សងសម្រាប់ផលប៉ះពាល់នៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពបរិស្ថានខាងក្រៅនៅលើផ្លូវអុបទិកភាពជាក់លាក់ខាងក្នុង។ វាត្រូវបានអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ តេឡេស្កុបតារាសាស្ត្រ ម៉ាស៊ីនថតរូប មីក្រូទស្សន៍កម្រិតខ្ពស់ ប្រព័ន្ធចាប់សរសៃអុបទិក។ល។
4. ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការអនុវត្ត និងការពន្យារអាយុកាលនៃ LEDs
• តម្រូវការសំខាន់ៗ៖ អំពូល LED ដែលមានថាមពលខ្ពស់ (ជាពិសេសសម្រាប់ការព្យាករ ភ្លើងបំភ្លឺ និងការទប់ស្កាត់កាំរស្មីយូវី) បង្កើតកំដៅយ៉ាងសំខាន់ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ។ ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពប្រសព្វនឹងនាំឱ្យមាន៖
• ការថយចុះប្រសិទ្ធភាពពន្លឺ៖ ប្រសិទ្ធភាពបំប្លែងអេឡិចត្រូអុបទិកត្រូវបានកាត់បន្ថយ។
• ការផ្លាស់ប្តូររលក៖ ប៉ះពាល់ដល់ភាពស៊ីសង្វាក់នៃពណ៌ (ដូចជាការព្យាករ RGB)។
• ការកាត់បន្ថយអាយុជីវិត៖ សីតុណ្ហភាពប្រសព្វគឺជាកត្តាសំខាន់បំផុតដែលប៉ះពាល់ដល់អាយុកាលរបស់អំពូល LED (តាមគំរូ Arrhenius)។
• ម៉ូឌុល TEC ម៉ាស៊ីនត្រជាក់កម្ដៅ ម៉ូឌុលកម្ដៅ មុខងារ៖ សម្រាប់កម្មវិធី LED ដែលមានថាមពលខ្ពស់ខ្លាំង ឬតម្រូវការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពយ៉ាងតឹងរ៉ឹង (ដូចជាប្រភពពន្លឺនៃការព្យាករជាក់លាក់ និងប្រភពពន្លឺកម្រិតវិទ្យាសាស្ត្រ) ម៉ូឌុលកម្តៅ ម៉ូឌុលកម្តៅកម្តៅ ឧបករណ៍ peltier ធាតុ peltier អាចផ្តល់នូវសមត្ថភាពត្រជាក់សកម្មដ៏មានឥទ្ធិពល និងច្បាស់លាស់ជាងឧបករណ៍កម្តៅ LED បែបប្រពៃណី រក្សាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងរក្សាសីតុណ្ហភាពក្នុងកម្រិតពន្លឺប្រកបដោយសុវត្ថិភាព។ ទិន្នផល វិសាលគមស្ថិរភាព និងអាយុកាលវែងជ្រុល។
អាយ. ការពន្យល់លម្អិតនៃគុណសម្បត្តិដែលមិនអាចជំនួសបាននៃម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុលកំដៅឧបករណ៍កម្តៅ (ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ peltier) នៅក្នុងកម្មវិធីអេឡិចត្រូនិក Opto
1. សមត្ថភាពគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់៖ វាអាចសម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពមានស្ថេរភាពជាមួយនឹង ± 0.01°C ឬភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាងនេះ ដែលលើសពីវិធីសាស្ត្របញ្ចេញកំដៅអកម្ម ឬសកម្ម ដូចជាការធ្វើឱ្យត្រជាក់ខ្យល់ និងត្រជាក់រាវ បំពេញតាមតម្រូវការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដ៏តឹងរឹងនៃឧបករណ៍អុបទិក។
2. គ្មានផ្នែកផ្លាស់ទី និងគ្មានសារធាតុទូរទឹកកក៖ ប្រតិបត្តិការសភាពរឹង គ្មានម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ ឬកង្ហាររំខាន គ្មានហានិភ័យនៃការលេចធ្លាយនៃទូទឹកកក ភាពជឿជាក់ខ្ពស់ គ្មានការថែទាំ ស័ក្តិសមសម្រាប់បរិស្ថានពិសេស ដូចជាកន្លែងទំនេរ និងកន្លែងទំនេរ។
3. ការឆ្លើយតបរហ័ស និងអាចបញ្ច្រាស់បាន៖ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅបច្ចុប្បន្ន របៀបត្រជាក់/កំដៅអាចប្តូរបានភ្លាមៗ ជាមួយនឹងល្បឿនឆ្លើយតបរហ័ស (គិតជាមិល្លីវិនាទី)។ ជាពិសេសវាស័ក្តិសមសម្រាប់ការដោះស្រាយបន្ទុកកម្ដៅបណ្តោះអាសន្ន ឬកម្មវិធីដែលទាមទារការជិះកង់សីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់ (ដូចជាការធ្វើតេស្តឧបករណ៍)។
4. Miniaturization និងភាពបត់បែន៖ រចនាសម្ព័ន្ធបង្រួម (កំរាស់កម្រិតមីលីម៉ែត្រ) ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ និងអាចដាក់បញ្ចូលក្នុងកម្រិតបន្ទះឈីប កម្រិតម៉ូឌុល ឬការវេចខ្ចប់កម្រិតប្រព័ន្ធ ដោយសម្របខ្លួនទៅនឹងការរចនាផលិតផលអុបតូអេឡិចត្រូនិចដែលមានឧបសគ្គផ្សេងៗ។
5. ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់ក្នុងមូលដ្ឋាន៖ វាអាចត្រជាក់ ឬកំដៅចំណុចក្តៅជាក់លាក់ដោយមិនធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធទាំងមូលត្រជាក់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានសមាមាត្រប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់ និងការរចនាប្រព័ន្ធកាន់តែងាយស្រួល។
iii. ករណីកម្មវិធី និងនិន្នាការអភិវឌ្ឍន៍
• ម៉ូឌុលអុបទិក៖ ម៉ូឌុលមីក្រូ TEC (ម៉ូឌុលកម្តៅមីក្រូ ម៉ូឌុលកម្តៅកម្ដៅ ម៉ូឌុលធ្វើឱ្យត្រជាក់ DFB/EML ឡាស៊ែរ ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងម៉ូឌុលអុបទិក 10G/25G/100G/400G និងអត្រាខ្ពស់ជាង (SFP+, QSFP-DD, OSFP) ដើម្បីធានាបាននូវគុណភាពលំនាំភ្នែក និងអត្រាកំហុសឆ្គងក្នុងរយៈចម្ងាយឆ្ងាយ។
• LiDAR៖ ប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរ Edge-emitting ឬ VCSEL នៅក្នុងរថយន្ត និងឧស្សាហកម្ម LiDAR ត្រូវការម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុលត្រជាក់ thermoelectric coolers thermoelectric ម៉ូឌុល peltier ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពជីពចរ និងភាពត្រឹមត្រូវនៃជួរ ជាពិសេសនៅក្នុងសេណារីយ៉ូដែលទាមទារការរកឃើញចម្ងាយឆ្ងាយ និងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។
• រូបភាពកម្ដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ៖ អារេយន្តហោះប្រសព្វមីក្រូរ៉ាឌីយ៉ូម៉ែត្រដែលមិនត្រជាក់កម្រិតខ្ពស់ (UFPA) ត្រូវបានរក្សាលំនឹងនៅសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ (ជាធម្មតា ~32°C) តាមរយៈដំណាក់កាលម៉ូឌុលកម្តៅកម្តៅនៃម៉ូឌុល TEC តែមួយ ឬច្រើន កាត់បន្ថយសំឡេងរំខានសីតុណ្ហភាព។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដរលកមធ្យម/រលកវែងក្នុងទូទឹកកក (MCT, InSb) ត្រូវការភាពត្រជាក់ជ្រៅ (-196°C ត្រូវបានសម្រេចដោយទូទឹកកក Stirling ប៉ុន្តែនៅក្នុងកម្មវិធីខ្នាតតូច ម៉ូឌុល TEC module thermoelectric ម៉ូឌុល petier អាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការត្រជាក់មុន ឬការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពបន្ទាប់បន្សំ)។
• ការរកឃើញ fluorescence ជីវសាស្រ្ត/Raman spectrometer៖ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់កាមេរ៉ា CCD/CMOS ឬ photomultiplier tube (PMT) ពង្រឹងយ៉ាងខ្លាំងនូវដែនកំណត់នៃការរកឃើញ និងគុណភាពរូបភាពនៃសញ្ញា fluorescence/ Raman ខ្សោយ។
• ការពិសោធន៍អុបទិក Quantum៖ ផ្តល់បរិយាកាសសីតុណ្ហភាពទាបសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយ (ដូចជា superconducting nanowire SNSPD ដែលតម្រូវឱ្យមានសីតុណ្ហភាពទាបខ្លាំង ប៉ុន្តែ Si/InGaAs APD ត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ជាទូទៅដោយ TEC Module ម៉ូឌុលកំដៅកំដៅ ម៉ូឌុលកំដៅ TE cooler) និងប្រភពពន្លឺ quantum មួយចំនួន។
• និន្នាការនៃការអភិវឌ្ឍន៍៖ ស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍម៉ូឌុលកម្តៅកម្តៅ ឧបករណ៍កម្តៅ ម៉ូឌុល TEC ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (តម្លៃ ZT កើនឡើង) តម្លៃទាប ទំហំតូចជាង និងសមត្ថភាពត្រជាក់ខ្លាំងជាងមុន។ រួមបញ្ចូលយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ (ដូចជា 3D IC, Co-Packaged Optics); ក្បួនដោះស្រាយគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពឆ្លាតវៃ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពថាមពល។
ម៉ូឌុលកំដៅទឹកត្រជាក់ ទែម៉ូអេឡិចត្រិច ម៉ូលេគុលកំដៅ ធាតុ peltier ឧបករណ៍ peltier បានក្លាយជាសមាសធាតុគ្រប់គ្រងកំដៅស្នូលនៃផលិតផលអុបតូអេឡិចត្រូនិចដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ទំនើប។ ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់ ភាពជឿជាក់នៃសភាពរឹង ការឆ្លើយតបរហ័ស និងទំហំតូច និងភាពបត់បែនមានប្រសិទ្ធភាពដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមសំខាន់ៗដូចជា ស្ថេរភាពនៃរលកពន្លឺឡាស៊ែរ ការកែលម្អភាពរសើបរបស់ឧបករណ៍ចាប់ ការទប់ស្កាត់ការសាយភាយកម្ដៅនៅក្នុងប្រព័ន្ធអុបទិក និងការថែរក្សាដំណើរការ LED ដែលមានថាមពលខ្ពស់។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យា optoelectronic វិវឌ្ឍន៍ឆ្ពោះទៅរកការអនុវត្តកាន់តែខ្ពស់ ទំហំតូចជាងមុន និងកម្មវិធីកាន់តែទូលំទូលាយ TECmodule, peltier cooler, peltier module នឹងបន្តដើរតួនាទីដែលមិនអាចជំនួសបាន ហើយបច្ចេកវិទ្យារបស់វាក៏កំពុងមានការច្នៃប្រឌិតឥតឈប់ឈរដើម្បីបំពេញតម្រូវការតម្រូវការកាន់តែខ្លាំងឡើង។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ០៣-០៥-២០២៥
