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

I. Der Peltier-Effekt: Ein durch die Stromrichtung gesteuerter „Wärmeträger“.

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

Der TEC (thermoelektrischer Kühler) arbeitet mit dem Peltier-Effekt: Wenn Strom durch eine Verbindung zweier Halbleiter fließt, nimmt ein Ende Wärme auf und das andere gibt sie ab – Wärme wird von der kalten Seite zur heißen Seite „transportiert“. Den Strom umkehren und die kalte und heiße Seite vertauschen.

Ein TEC besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Halbleiterelementen; Die Kühlleistung kann mehrere Watt erreichen und sorgt in Kombination mit einem Temperaturregelkreis für eine präzise Temperaturregelung.

II. Das Temperaturkontrollsystem von BTF-Butterfly-Paketen: Drei Komponenten arbeiten zusammen

Die Temperaturregelung in optischen High-End-Modulen erfolgt durch das Zusammenwirken von drei Komponenten:

TEC – zwischen dem Header und der Chipmontagefläche montiert, sorgt es für aktive Kühlung oder Heizung und ist der „Motor“ des Temperaturkontrollsystems.

Thermistor (NTC) – in der Nähe des Chips montiert, überwacht er die Sperrschichttemperatur in Echtzeit.

Externer Temperaturregelkreis – liest das Thermistor-Feedback und regelt den TEC-Strom im geschlossenen Regelkreis, wodurch die Chiptemperatur auf dem Sollwert gehalten wird.

Die Butterfly-Pakete von Xuri (BTF-30*12.7-S und die 8PIN- und 14PIN-Serie) reservieren alle Montagepositionen für den TEC und den Thermistor und verwenden ein Multi-Pin-Layout, um die Temperatursteuersignale unabhängig herauszuleiten – ein Grund dafür, dass Butterfly-Pakete weit mehr Pins als TO-Gehäuse haben.

[Nächste Folge] Nächstes Mal: ​​die „Augen“ optoelektronischer Geräte – Auswahl und Design optischer Fenstermaterialien.

[Glossar]

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

2. Peltier-Effekt : der physikalische Effekt, bei dem Wärme absorbiert oder abgegeben wird, wenn Strom durch eine Verbindung unterschiedlicher Leiter fließt

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

4. Sperrschichttemperatur : die Betriebstemperatur des aktiven Bereichs eines Halbleiterchips; ein zentraler Indikator für die Lebensdauer und Leistung eines Geräts