Saat laser bekerja, ketika energi listrik atau bentuk energi lainnya diubah menjadi energi cahaya, pasti akan dihasilkan sejumlah besar panas. Jika panas ini tidak dapat dihilangkan secara tepat waktu dan efektif, hal ini akan menyebabkan suhu laser meningkat, yang akan mempengaruhi daya keluaran, kualitas sinar, stabilitas panjang gelombang, dan bahkan dapat merusak chip laser dan komponen optik internal. Oleh karena itu, pembuangan panas yang efisien dan andal adalah salah satu teknologi utama untuk memastikan kinerja laser yang stabil dan memperpanjang masa pakainya. Dengan peningkatan berkelanjutan dalam kekuatan laser dan perluasan bidang aplikasi, teknologi pembuangan panas terus berkembang dan berinovasi. Berikut ini akan diperkenalkan beberapa metode pembuangan panas laser utama dan karakteristiknya.
1960-1970
Pada masa awal pengembangan laser, daya keluaran umumnya rendah (tingkat watt ke bawah). Tahap ini terutama bergantung pada konveksi alami dan pembuangan panas radiasi, serta strukturnya sederhana dan andal. Ketika kekuatan laser gas gelombang kontinu (CW) (seperti laser CO₂) dan laser solid-awal meningkat hingga puluhan watt, teknologi pendinginan udara paksa yang sederhana mulai diterapkan. Dengan menambahkan kipas ke casing laser dan menggunakan konveksi udara paksa untuk menghilangkan panas, ini merupakan langkah pertama dalam memindahkan teknologi pembuangan panas dari pasif ke aktif.
1980-1990
Sistem pendingin air yang bersirkulasi menjadi konfigurasi standar-laser berdaya tinggi selama periode ini. Penelitian berfokus pada optimalisasi desain saluran aliran pelat dingin, peningkatan kualitas air (misalnya deionisasi) untuk mencegah kerak dan korosi, dan pengembangan penukar panas eksternal yang efisien (misalnya menara pendingin, pendingin kering). Pada tahap ini, sistem kontrol suhu presisi untuk pendinginan kompresor juga telah mulai digunakan untuk sumber pompa semikonduktor yang sangat sensitif terhadap suhu dan laser tingkat penelitian ilmiah yang memerlukan kebisingan rendah.
tahun 2000an hingga saat ini
Batasan penelitian beralih ke teknologi pendinginan perubahan fasa yang lebih efisien:
Pendinginan semprot: Dengan menyemprotkan dan menyemprotkan cairan pendingin ke permukaan sumber panas, menggunakan dampak tetesan dan panas laten perubahan fasa untuk menghilangkan sejumlah besar panas, laboratorium telah mencapai kapasitas pembuangan panas lebih dari 1000W/cm².
Pendinginan mendidih saluran mikro: Pandu cairan pendingin untuk mengalami perubahan fase yang dapat dikontrol (mendidih) di saluran mikro, dan gunakan panas laten penguapan untuk meningkatkan batas pembuangan panas secara signifikan.
Ringkasan
Singkatnya, terdapat berbagai metode pembuangan panas untuk laser, mulai dari pendinginan alami yang sederhana hingga pendinginan kompresor yang rumit dan canggih serta berbagai teknologi pembuangan panas{0}}efisiensi tinggi baru, yang membentuk sistem teknis yang lengkap. Dalam aplikasi praktis, pertimbangan dan pemilihan yang komprehensif perlu dilakukan berdasarkan faktor-faktor seperti tingkat daya laser, bentuk struktural, persyaratan kinerja, lingkungan penggunaan, dan anggaran biaya. Seiring berkembangnya teknologi laser menuju daya yang lebih tinggi, kecerahan yang lebih tinggi, dan ukuran yang lebih kecil, pengembangan solusi pembuangan panas yang lebih efisien, lebih kompak, dan lebih andal akan terus menjadi topik penelitian penting di bidang teknologi laser dan jaminan utama untuk mempromosikan penerapan laser yang lebih luas di berbagai industri.
