การประยุกต์ใช้งานอย่างกว้างขวางของอุปกรณ์ทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริกและโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริกในสาขาอิเล็กโทรออปติก

การประยุกต์ใช้งานอย่างกว้างขวางของอุปกรณ์ทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริกในสาขาอิเล็กโทรออปติก

การประยุกต์ใช้งานหลักของเครื่องทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก และเครื่องทำความเย็นเพลเทียร์ (TEC) ในด้านอิเล็กโทรออปติกส์

สาขาอิเล็กโทรออปติกมีความไวต่ออุณหภูมิอย่างมาก: ความยาวคลื่น กำลัง กระแสเกณฑ์ สัญญาณรบกวน อายุการใช้งาน ความไวในการตรวจจับ ล้วนเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอุณหภูมิ

ด้วยคุณสมบัติเด่น เช่น ตัวระบายความร้อนแบบเพลเทียร์ (Peltier elements), ชุดระบายความร้อนแบบเพลเทียร์ (Peltier coolers), และโมดูล TEC ทำให้โมดูลเหล่านี้กลายเป็นมาตรฐานในการควบคุมอุณหภูมิในระบบอิเล็กโทรออปติกส์

1. อุปกรณ์เลเซอร์: รับประกันความเสถียรของความยาวคลื่นและกำลัง

เลเซอร์สำหรับงานสื่อสาร (DFB/EML/FP)

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะส่งผลโดยตรงต่อการเบี่ยงเบนของความยาวคลื่น ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการส่งสัญญาณของระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง

โมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (โมดูลเพลเทียร์) และโมดูลระบายความร้อน TEC ช่วยรักษาเสถียรภาพของชิปเลเซอร์ที่ ±0.01 ถึง ±0.1℃ ทำให้มั่นใจได้ว่าความยาวคลื่นจะไม่เปลี่ยนแปลงและกำลังไฟจะคงที่

เป็นส่วนประกอบหลักในการควบคุมอุณหภูมิของโมดูลออปติคอลความเร็วสูง 400G/800G

เลเซอร์โซลิด / เลเซอร์ไฟเบอร์

ตัวกลางขยายสัญญาณ แหล่งกำเนิดปั๊ม และตัวเรโซเนเตอร์ ล้วนต้องการอุณหภูมิคงที่

โมดูล TEC, อุปกรณ์เพลเทียร์, องค์ประกอบเพลเทียร์, ตัวทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก ช่วยลดผลกระทบจากเลนส์ความร้อน ทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของลำแสง กำลังเอาต์พุต และความเสถียรของพัลส์

VCSEL (เลเซอร์เปล่งแสงจากพื้นผิวแบบโพรงแนวตั้ง)

การตรวจจับแบบ 3 มิติ, ไลดาร์, และการสื่อสารด้วยแสงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย

TEC (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก หรือองค์ประกอบเพลเทียร์) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพของกระแสเกณฑ์ ความยาวคลื่น และมุมการกระจายแสงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำ

II. การตรวจจับด้วยอินฟราเรดและโฟโตอิเล็กทริก: การเพิ่มความไวและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน

ตัวตรวจจับอินฟราเรด (InGaAs, MCT, ควอนตัมเวลล์)

สัญญาณรบกวนจากความร้อนเป็นศัตรูตัวฉกาจของการตรวจจับด้วยแสง

โมดูลทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) สามารถทำความเย็นให้กับตัวตรวจจับได้ถึง -40℃ หรือต่ำกว่านั้น ซึ่งช่วยลดกระแสไฟฟ้ามืดได้อย่างมาก และเพิ่มระยะการตรวจจับและความไวในการตรวจจับ

มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น การถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรดเพื่อความปลอดภัย การมองเห็นในเวลากลางคืน การตรวจวัดสภาพอากาศจากระยะไกล และการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์

APD (โฟโตไดโอดแบบอะวาแลนซ์ / ตัวตรวจจับ PIN)

ส่วนประกอบหลักของเครื่องรับสัญญาณสื่อสารด้วยแสงและเครื่องรับสัญญาณเรดาร์เลเซอร์

TEC (Thermoelectric Cooling Module), ตัวระบายความร้อนแบบ Peltier, ตัวทำความเย็นแบบ Peltier, โมดูล TEC ช่วยรักษาเสถียรภาพของอัตราขยายและลดสัญญาณรบกวน ทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถตรวจจับสัญญาณแสงที่อ่อนได้อย่างน่าเชื่อถือ

III. การสื่อสารด้วยแสงและศูนย์ข้อมูล: “หัวใจ” ของโมดูลแสงความเร็วสูง

โมดูลออปติคอลความเร็วสูงระยะกลางและระยะไกลเกือบทั้งหมดต้องใช้ TEC (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก) หรือองค์ประกอบเพลเทียร์:

โมดูลออปติคอลโครงข่ายหลัก 5G/6G

โมดูลออปติคอล 100G/400G/800G สำหรับศูนย์ข้อมูล

โมดูลการสื่อสารด้วยแสงที่สอดคล้องกัน

การทำงาน:

รักษาอุณหภูมิการทำงานของเลเซอร์ให้คงที่

ลดการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น

รับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-40℃ ถึง 85℃)

กล่าวได้ว่า หากไม่มีโมดูล TEC (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก) ก็จะไม่มีระบบสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูงที่ทันสมัยในปัจจุบัน

IV. ไลดาร์ (LiDAR): ดวงตาแห่งการขับขี่อัตโนมัติและหุ่นยนต์

ระบบไลดาร์สำหรับยานยนต์/อุตสาหกรรมมีความต้องการอุณหภูมิแวดล้อมสูงมาก:

อากาศร้อนจัดในฤดูร้อน หนาวจัดในฤดูหนาว

ทั้งตัวส่งเลเซอร์และตัวรับที่ปลายทางต่างต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ

TEC, อุปกรณ์เพลเทียร์, ตัวระบายความร้อนเพลเทียร์, การใช้งานโมดูลเพลเทียร์:

โมดูล TEC (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก) โมดูลระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกที่ตัวส่งสัญญาณ: ความเสถียรของกำลังไฟฟ้า/ความยาวคลื่น

TEC ที่ตัวรับสัญญาณ: ลดสัญญาณรบกวน ปรับปรุงความแม่นยำในการวัดระยะทาง

ปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนที่หลากหลายในระดับมาตรฐานยานยนต์

V. เครื่องมือทางแสงและระบบโฟโตอิเล็กทริกความแม่นยำสูง

เครื่องสเปกโทรเมตร, เครื่องโมโนโครมาเตอร์, เซนเซอร์

ตะแกรง ตัวตรวจจับ และเส้นทางแสง จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

อินเตอร์เฟอโรเมตร การวัดทางแสงที่แม่นยำ

การวัดในระดับนาโนเมตรต้องขจัดความผิดเพี้ยนและการเปลี่ยนแปลงดัชนีหักเหที่เกิดจากอุณหภูมิ

โปรเจ็กเตอร์, โมดูลออปติคอล AR/VR

การระบายความร้อนและการควบคุมอุณหภูมิช่วยให้ได้ภาพที่สว่าง สีสันสดใส อายุการใช้งานยาวนาน และป้องกันความร้อนสูงเกินไปจนทำลายชิ้นส่วนทางแสง

VI. ระบบเลนส์สำหรับอวกาศและดาวเทียม: การควบคุมอุณหภูมิที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว

อุปกรณ์รับส่งสัญญาณแสงบนดาวเทียมและสถานีอวกาศ:

กล้องบนยานอวกาศ, การสำรวจระยะไกลด้วยแสง, การสื่อสารด้วยเลเซอร์ระหว่างดาวเทียม

สุญญากาศ, การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรง

ห้ามใช้คอมเพรสเซอร์ และห้ามมีการสั่นสะเทือน

TEC (โมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก) หรือโมดูลเพลเทียร์ เป็นโซลูชันควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมเพียงอย่างเดียว:

เป็นแบบโซลิดสเตททั้งหมด ไม่สึกหรอ อายุการใช้งานยาวนาน ทนต่อรังสี ทนต่อแรงสั่นสะเทือน

คุณค่าหลักของตัวทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก โมดูลเพลเทียร์ และโมดูลเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) ในสาขาอิเล็กโทรออปติกส์อยู่ที่การควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ด้วยความแม่นยำสูง ตอบสนองรวดเร็ว ทำงานได้ทั้งสองทิศทาง และปราศจากการสั่นสะเทือน ภายในปริมาตรที่เล็กมาก ซึ่งช่วยแก้ปัญหาสำคัญๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของเลเซอร์ เสียงรบกวนสูงของตัวตรวจจับ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของระบบออปติก และความไม่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิหลากหลาย

มันได้กลายเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่ขาดไม่ได้ในสาขาขั้นสูง เช่น การสื่อสารด้วยแสง เลเซอร์ การตรวจจับอินฟราเรด เรดาร์เลเซอร์ เลนส์ความแม่นยำสูง และอิเล็กโทรออปติกส์สำหรับอวกาศ