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        成熟度：技術(shù)突破         一種安全、可靠、光強(qiáng)穩(wěn)定的數(shù)字化超高壓汞燈曝光光源控制器，驅(qū)動功率高達(dá)3kW，功率調(diào)整步長小于5W，光強(qiáng)穩(wěn)定性誤差不高于0.3%@30min，汞燈觸發(fā)成功率高于90%。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

大功率復(fù)雜波形激光脈沖種子源主要用于產(chǎn)生高功率的復(fù)雜波形激光脈沖。在MOPA（Master Oscillator Power Amplifier）系統(tǒng)中的輸出光脈沖，會因系統(tǒng)內(nèi)部的多次光放大而帶來波形劣化。克服該技術(shù)缺陷的主要手段是對種子光脈沖進(jìn)行整形，以修正最終的高功率脈沖波形。這要求種子源系統(tǒng)輸出的光脈沖能同時滿足大功率和復(fù)雜波形。 MOPA系統(tǒng)主要應(yīng)用于需要強(qiáng)激光脈沖的激光標(biāo)記、材料加工、或其它特殊領(lǐng)域，大功率復(fù)雜波形激光脈沖種子源是提升輸出激光脈沖質(zhì)量的核心技術(shù)。

針對現(xiàn)有大功率LED散熱所面臨的主要技術(shù)瓶頸，提出了一種大于大功率LE。散熱的回路熱管裝置，具有散熱效率高、散熱設(shè)計能滿足造型需求、均溫性好、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、熱阻小、重量輕、成本低、節(jié)能效果顯著等特點(diǎn)。 該大功率LED散熱的回路熱管裝置，包．括  大功率LED、蒸發(fā)器、循環(huán)管、冷凝器、儲液器，蒸發(fā)器為平板狀，基發(fā)器的壁面直接與大功率LED焊接，吸收掉大功率LED燈熱量的蒸發(fā)器通過循環(huán)管連接至fJ可釋枷芝量的冷凝器，循環(huán)管穿過儲液器伸入至蒸發(fā)器內(nèi)部。 所述平板狀蒸發(fā)器內(nèi)部和所述儲液器內(nèi)部都平鋪有能吸附工質(zhì)液體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，且蒸發(fā)器內(nèi)部和儲液器內(nèi)部的能吸附工質(zhì)液體的勃質(zhì)結(jié)構(gòu)是連為一體的。所述通過儲液器回流入平板式蒸發(fā)器內(nèi)部的回流管段部分在其管壁上開有數(shù)個便于工質(zhì)液體盡快回流到蒸發(fā)器內(nèi)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)上的小孔。所蘭平板式蒸發(fā)器與儲液器之間用可有效地防止蒸發(fā)器中的蒸氣竄入儲液器的悉氣擋枚隔離開。 該大功率LED散熱的回路熱管裝置散熱效率高、散熱設(shè)計能滿足造型需求、均溫性好、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、熱阻小、重量輕、成本低、節(jié)能效果顯著。

研究團(tuán)隊以釔鋁石榴石體系（YAG:Ce3+黃色熒光材料）和氮化物體系（CaAlSiN3:Eu2+紅色熒光材料）為研究對象，率先開發(fā)出高導(dǎo)熱YAG:Ce3+基復(fù)相黃色熒光陶瓷，其在50W?mm-2的高光通量密度藍(lán)光激光激發(fā)下，仍能保持優(yōu)異的可靠性，該產(chǎn)品已與企業(yè)合作開發(fā)出汽車前照大燈。為了獲得高顯色指數(shù)的激光白光，通過考察晶粒擇優(yōu)取向、燒結(jié)助劑和組合燒結(jié)工藝等對材料致密化、微觀結(jié)構(gòu)的影響，首次制備得到致密的CaAlSiN3:Eu2+紅色熒光陶瓷。

近幾年出現(xiàn)的碳纖維電熱板是采用碳纖維或者碳晶作為發(fā)熱材料，與高強(qiáng) 度絕緣材料經(jīng)加熱壓制而成的一種板狀復(fù)合材料。然而，目前商品化的碳纖維 電熱板絕緣材料采用環(huán)氧樹脂，功率功率比較低，只有 300～500w，而四燈浴 霸的功率一般為 1100w。碳纖維電熱板的功率低會造成人們感覺到熱的距離變 小，這嚴(yán)重阻礙了碳纖維電熱板在浴霸方面的應(yīng)用，迄今尚未見到碳纖維電熱 板用于浴霸的產(chǎn)品。 我們采用苯并噁嗪新型耐熱樹脂來代替環(huán)氧樹脂，制備了大功率的碳纖維 電熱板，功率可達(dá) 1100~1500w。基于這種大功率碳纖維電熱板，我們研發(fā)了一 種采用碳纖維電熱板制備的新型浴霸。相關(guān)成果，已經(jīng)申請專利。

?  成果簡介：該項目采用高功率高效半導(dǎo)體單管激光器做為泵浦源，利用摻雜雙包層光纖、光子晶體光纖、雙包層光纖光柵，采用特有的高效驅(qū)動電源技術(shù)，為大功率光纖激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化提供最佳的解決方案。大功率光纖激光器是近年來發(fā)展的最新激光技術(shù)之一，是大功率激光器小型化、全固化、集成化發(fā)展的一個重要方向和趨勢，是繼燈泵固體激光器、半導(dǎo)體泵浦固體激光器之后的第三代激光器，是當(dāng)前國際上著力開發(fā)的新型激光器件，已成為激光在軍事和商業(yè)應(yīng)用中的重要技術(shù)。該項目將實現(xiàn)532nm、1064nm、1540nm

大功率半導(dǎo)體（LED）照明的散熱問題一直是阻礙其發(fā)展的瓶頸問題之一。為了解決這個難題，本技術(shù)提出了一種新型的燈具封裝結(jié)構(gòu)和一種復(fù)合式散熱器，該散熱器結(jié)合了金屬導(dǎo)熱快，聚合物易于制作復(fù)雜的表面微結(jié)構(gòu)，增加散熱面積等特點(diǎn)，提高了散熱能力。本技術(shù)研究內(nèi)容如下：1.大功率LED球泡燈散熱器設(shè)計。本技術(shù)創(chuàng)新性的提出了一種新型的芯片和燈具的封裝結(jié)構(gòu)，采用金屬芯片基柱與聚合物散熱外殼的結(jié)構(gòu)組合式換熱器，減小了芯片與外殼連接的接觸熱阻，充分利用金屬導(dǎo)熱快，聚合物外殼散熱快的特點(diǎn)，有效地解決了功率為3W和7W的LED球泡燈的散熱問題。2.針對集成式大功率LED路燈的特點(diǎn)，設(shè)計了一種聚合物散熱器，對翅片厚度、長度、高度等幾何參數(shù)，以及表面輻射率和熱導(dǎo)率對散熱器性能的影響進(jìn)行了研究，并得到了優(yōu)化后的散熱模型，經(jīng)過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)其能夠滿足100W LED路燈的散熱要求，并具有成本低、輕便、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。3.大功率電子器件的聚合物微通道板式散熱器設(shè)計。該散熱器創(chuàng)新性的采用聚合物與金屬結(jié)合的形式，并采用寬度為0.3mm的微通道作為主要散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠有效的增加相同外形尺寸的散熱器的換熱面積。利用聚合物微注塑加工方法制作了散熱器樣品。4.對大功率芯片散熱器測試試驗系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)可以提供穩(wěn)定的冷卻介質(zhì)，可對實驗中需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量、顯示及儲存，能夠?qū)崿F(xiàn)對LED芯片的控制。

成果簡介：該項目采用高功率高效半導(dǎo)體單管激光器做為泵浦源，利用摻雜 雙包層光纖、光子晶體光纖、雙包層光纖光柵，采用特有的高效驅(qū)動電源技 術(shù)，為大功率光纖激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化提供最佳的解決方案。大功率光纖激光器是近年來發(fā)展的最新激光技術(shù)之一，是大功率激光器小型化、全固化、集成化發(fā)展的一個重要方向和趨勢，是繼燈泵固體激光器、半導(dǎo)體泵浦固體激光 器之后的第三代激光器，是當(dāng)前國際上著力開發(fā)的新型激光器件，已成為激 光在軍事和商業(yè)應(yīng)用中的重要技術(shù)。該項目將實現(xiàn) 5

本項目的提出主要是為了解決LG光束產(chǎn)生方面的困難。主要研究內(nèi)容是周期極化鈮酸鋰晶體中高質(zhì)量LG光束的高效產(chǎn)生和有效調(diào)控，主要目標(biāo)是拓展LG光束的波長（特別是在傳統(tǒng)方法難以工作的藍(lán)光和近紫外波段）、實現(xiàn)高階LG光束的有效產(chǎn)生和提高LG光束的質(zhì)量（包括純度、強(qiáng)度等）。我們將利用周期極化鈮酸鋰晶體這一特色材料，設(shè)計新型的相位匹配機(jī)制，輔助以光學(xué)諧振腔，通過高效非線性光學(xué)混頻過程來產(chǎn)生不同波長的高質(zhì)量LG光束。與同行工作相比，我們的特色在于可以發(fā)展各種新型相位匹配機(jī)制，立足自主研發(fā)的多重準(zhǔn)相位匹配理論和非線

三種產(chǎn)品及其關(guān)鍵技術(shù)： 1、冷凝端擴(kuò)展型仿生毛細(xì)管芯平板熱管 基本原理：（1）在散熱翅片內(nèi)構(gòu)造許多通道，增加平板熱管冷凝端的散熱面積。（2）在平板熱管蒸發(fā)端表面上燒結(jié)仿生毛細(xì)管芯，提高熱管蒸發(fā)端的傳熱系數(shù)。（3）熱管蒸發(fā)端和冷凝端（散熱翅片）采用一體化設(shè)計，從而確保平板熱管和散熱器之間的緊密接觸。（4）眾多散熱翅片內(nèi)的通道與仿生毛細(xì)芯相結(jié)合，類似于許多微型熱管同時工作。 技術(shù)指標(biāo)：（1）提高散熱性能20%（用于大功率LED的散熱器產(chǎn)品如圖5所示）。（2）中心溫度降低20℃；減少產(chǎn)品重量50%。（3）材料成本可節(jié)省50％。 綜合優(yōu)勢：（1）由于固體翅片內(nèi)存在延伸冷凝器，可為加熱區(qū)提供充足的液體，保證加熱區(qū)在超高熱流密度下不會達(dá)到干燥狀態(tài)。（2）翅片不僅用作散熱器，還用作冷凝器。固體翅片內(nèi)的冷凝傳熱確保了沿翅片高度方向均勻溫度，從而提高翅片效率。（3）散熱器可在反重力狀態(tài)下運(yùn)行，體積小，重量輕。由于集成設(shè)計，蒸發(fā)器和翅片散熱器之間不存在接觸熱阻。 應(yīng)用領(lǐng)域：電力電子、航空航天、能源動力、石油化工、軍工設(shè)備等領(lǐng)域中大功率、大熱流密度芯片及其設(shè)備的散熱，例如大功率激光器、照明LED、控制芯片、燃料電池、新能源汽車、激光、雷達(dá)及大數(shù)據(jù)計算中心等。 2、回路熱管 基本原理：（1）回路熱管內(nèi)部構(gòu)造了三層毛細(xì)芯，第一層毛細(xì)芯為多尺度結(jié)構(gòu)吸液芯，取代了傳統(tǒng)回路熱管中的實心溝槽微通道。多尺度結(jié)構(gòu)吸液芯可將蒸發(fā)器內(nèi)的汽－液流動路徑分開，液體通過多尺度毛細(xì)芯吸入，蒸汽在固－液－汽界面處產(chǎn)生，并通過大尺度溝槽溢出。多尺度毛細(xì)芯同時滿足了兩個需求：蒸汽溢出需要多尺度孔隙，液體吸入需要小尺度孔隙。（2）第二層和第三毛細(xì)芯不僅起到回流液體的作用，還起到防止熱泄露的作用。第三毛細(xì)芯為超低導(dǎo)熱率材料，可大大減少從蒸發(fā)器到補(bǔ)償箱的熱泄漏。 技術(shù)指標(biāo)：（1）與傳統(tǒng)回路熱管相比，蒸發(fā)器中心溫度可降低20-50℃，最大熱流密度可達(dá)40W/cm2。（2）在300W加熱功率下，最大反重力高度可達(dá)500mm。 綜合優(yōu)勢：（1）可在反重力狀態(tài)下運(yùn)行。（2）散熱功率大，散熱距離長。 應(yīng)用領(lǐng)域：航空航天、能源動力和軍工裝備等領(lǐng)域光電設(shè)備的散熱。 3、超薄熱管 基本原理：（1）將仿生多尺度微－納結(jié)構(gòu)應(yīng)用于熱管蒸發(fā)端毛細(xì)芯。（2）熱管超親水蒸發(fā)端和超疏水冷凝端相互匹配，共同調(diào)節(jié)熱管內(nèi)部的汽液相分布。（3）熱管蒸發(fā)端和冷凝端的相變傳熱主要是核態(tài)傳熱機(jī)制，傳熱系數(shù)對于熱流密度的變化具有自適應(yīng)響應(yīng)特性。 技術(shù)指標(biāo)：（1）顯著降低熱管蒸發(fā)端中心溫度30-40℃(~100W/cm2)。（2）蒸發(fā)傳熱系數(shù)提高2.4倍。（3）冷凝傳熱系數(shù)提高4倍。 綜合優(yōu)勢：（1）體積小，重量輕。（2）顯著提高設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命。 應(yīng)用領(lǐng)域：筆記本電腦、微處理器、手機(jī)等小型電子設(shè)備的散熱。