对于大功率激光二极管散热系统的优化设计将有重要的意义

　　为了适应小型化、工程化的要求，故选择了半导体致冷器与风冷相结合的致冷装置。显示致冷装置的整体结构，TEC为半导体致冷器，它的冷热面都设有温度传感器。LD价格比较贵，在高温实验中容易损坏，况且只研究它的热耗问题，故在实验中用可变功率的烙铁来代替。显示了抽象化简后的实验装置图，其中Q0表示由热负载加到致冷器冷面的热功率，$Q表示由致冷器本身的电阻造成的热耗，Q1表示整个系统散发到空气中的热功率，也是实验系统的理论模型图。从实验装置图中可以看到致冷器冷面温度直接反映了LD的工作温度，因此研究冷面温度T1成了整个工作的重点。为了找出影响和决定冷面温度变化的因素，笔者建立了理论模型，并进行了理论分析。

　　理论模型的初步分析下面分别以冷面、热面、热沉为分析对象建立它们的热平衡方程。冷面热平衡方程Qc=Q0+Qhc+12$Q，其中Qc表示由于致冷器的制冷作用从冷面抽到热面的热，Qhc表示由于冷热面之间的温差而从热面传导到冷面的热量。虚线是直接用数据点绘制的图线，考虑到实验误差，所以用Matlab软件对数据进行拟合并绘制了实验曲线（实线）。可以说实验数据和曲线（至少在趋势上）基本验证了理论分析的结果，Iopt确实是随Q0的增加而递增的。

　　通过冷面低温度点问题的研究，笔者探索了致冷电流改变冷面温度的规律。从实验和理论上证明对应冷面低温度存在佳致冷电流，并推导和验证了佳致冷电流的数学表达式，这对于大功率激光二极管散热系统的优化设计将有重要的意义。利用佳电流值理论可以研制相应的自适应电路来调节致冷器电流，从而有效地调控激光二极管的温度。