TEC-Temperaturregelung – „schwarze Technologie“, die den Laser kühl hält

1. Peltier-Effekt: „Wärmeträger“, gesteuert durch die Stromrichtung

Laserchips sind extrem temperaturempfindlich – die Emissionswellenlänge des DFB-Lasers driftet mit der Temperatur und Temperaturschwankungen beschleunigen auch die Alterung des Chips. Um den Wafer „kühl“ zu halten, benötigen Sie TEC.

TECs (Thermoelektrische Kühler) nutzen den Peltier-Effekt: Wenn ein elektrischer Strom durch die Verbindung zweier Halbleiter fließt, nimmt ein Ende Wärme auf und das andere Ende gibt sie ab – Wärme wird von der kalten Seite zur heißen Seite „geleitet“. Strom umkehren und heiße und kalte Oberflächen austauschen.

TEC besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Halbleiterkomponenten; Die Kühlleistung kann mehrere Watt erreichen und sorgt im Zusammenspiel mit dem Temperaturregelkreis für eine präzise Temperaturregelung.

2. Temperaturkontrollsystem des BTF-Butterfly-Pakets: drei Komponenten arbeiten zusammen

Die Temperaturregelung hochwertiger optischer Module erfolgt durch das Zusammenwirken von drei Komponenten:

TEC – Wird zwischen dem Steckverbinder und der Chipmontagefläche installiert, sorgt für aktive Kühlung oder Heizung und ist der „Motor“ des Temperaturkontrollsystems.

Thermistor (NTC) – In der Nähe des Chips montiert, um die Sperrschichttemperatur in Echtzeit zu überwachen.

Externer Temperaturregelkreis – liest die Rückmeldung des Thermistors und regelt den TEC-Strom in einem geschlossenen Regelkreis, um die Chiptemperatur auf dem Sollwert zu halten.

Die Butterfly-Gehäuse von Xuri (BTF-30*12.7-S und 8PIN- und 14PIN-Serie) reservieren alle Montagepositionen für TEC und Thermistoren und verwenden ein Multi-Pin-Layout, um Temperatursteuersignale unabhängig weiterzuleiten – dies ist einer der Gründe, warum die Anzahl der Pins in Butterfly-Gehäusen viel höher ist als die von TO-Gehäusen.

[Nächste Folge] Nächste Ausgabe: Die „Augen“ optoelektronischer Geräte – Auswahl und Design optischer Fenstermaterialien.

[Glossar]

1. TEC (Thermoelektrischer Kühler) : Festkörperkühlgerät basierend auf dem Peltier-Effekt

2. Peltier-Effekt : Der physikalische Effekt der Aufnahme oder Abgabe von Wärme, wenn elektrischer Strom durch die Verbindung unterschiedlicher Leiter fließt.

3. NTC-Thermistor : ein Widerstand, dessen Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt und der zur Echtzeit-Temperaturüberwachung verwendet wird

4. Sperrschichttemperatur : die Betriebstemperatur des aktiven Bereichs des Halbleiterchips; Der zentrale Indikator für die Lebensdauer und Leistung von Geräten