Влияние формы корпуса и расстановки гетероструктур на эффективность охлаждения

В статье рассматривается влияние формы корпуса и расстановки полупроводниковых гетероструктур на эффективность охлаждения оптоэлектронных устройств. Проанализировано, каким образом геометрия корпуса и компоновка активных элементов определяют пути теплового потока, формирование локальных перегревов и величину температурных перепадов. Проведено сравнение различных конструктивных решений с точки зрения равномерности температурного поля и способности к рассеянию тепла. Показано, что даже при использовании одинаковых материалов рациональная форма корпуса и оптимальное расположение гетероструктур позволяют существенно повысить эффективность теплоотвода и стабильность работы устройств.

1. Дульнев Г. Н., Тихонов С. В. Основы теории тепломассообмена. СПб. : Университет ИТМО, 2010. 93 с.

2. Ципина Н. В. Теплофизические процессы в приборах. Воронеж : Воронежский государственный технический университет, 2022. 135 с.

3. Ramesh T., Praveen A. S., Pillai P. B. et al. Numerical simulation of heat sinks with different configurations for high power LED thermal management // International Journal for Simulation and Multidisciplinary Design Optimization. 2022. Vol. 13.

4. Jiang B. Research and optimization design of thermal management for LED // Highlights in Science, Engineering and Technology. 2023. Vol. 68. P. 242–246.

5. Zou Y., Xia Y., Ren H. et al. Heat dissipation design and optimization of high-power LED lamps // Thermal Science and Engineering Progress. 2023. Vol. 37.

6. Li H., Zhu X., Zhang D. et al. Thermal management towards ultra-bright and stable perovskite nanocrystal-based pure red light-emitting diodes // Nature Communications. 2024. Vol. 15, no. 1.

7. Ye J., Mo S., Jia L. et al. Experimental performance of a LED thermal management system with suspended microencapsulated phase change material // Applied Thermal Engineering. 2022. Vol. 207.

8. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Zhu J. Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. 7th ed. Oxford : Butterworth-Heinemann, 2013. 756 p.

9. Kononenko V. K., Kuntsevich B. F. Selection of the lasing frequency and heating the quantum-well heterostructure laser diodes // Proceedings of the 11th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM), September 5–8, 2011, Kharkov, Ukraine. Piscataway, NJ : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2011.

10. Piprek J. Semiconductor Optoelectronic Devices: Introduction to Physics and Simulation. San Diego, CA : Academic Press, 2003. 279 p.

11. Coldren L. A., Corzine S. W., Mašanović M. L. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits. 2nd ed. Hoboken, NJ : Wiley, 2012. 752 p.

12. Pop E. Energy dissipation and transport in nanoscale devices // Nano Research. 2010. Vol. 3, no. 3. P. 147–169.

13. Гришаев В. Я., Никишин Е. В. Источники и приемники оптического излучения. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2024. 68 с.

14. Лебедев А. И. Физика полупроводниковых приборов. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. 488 с.