空间高功率激光二极管泵浦源阵列的相变热控系统

作     者：上官爱红 张昊苏 曹钰 谢友金 张海洋 姜泳帆 王熹 苏盛明 SHANGGUAN Aihong;ZHANG Haosu;CAO Yu;XIE Youjin;ZHANG Haiyang;JIANG Yongfan;WANG Xi;SU Shengming

作者机构：中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院空间精密测量技术重点实验室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2024年第32卷第19期

页      面：2877-2888页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.62301558) 中科院青年创新促进会项目(No.2022405) 

主　　题：空间高功率激光器 激光二极管 泵浦源阵列 相变热控系统 

摘      要：为了实现空间高功率激光二极管泵浦源阵列的快速散热,建立了空间高功率激光二极管泵浦源阵列相变热控系统,对热控系统的热界面材料(TIM)、紫铜热沉、相变材料、相变增强材料、主动加热回路和太空辐射板进行了研究与设计。首先,介绍了激光二极管泵浦源阵列的热特性与热控指标,从而提出热控设计思路,详细设计了热控系统,并在有无泡沫铜填空的条件下制定了两种热控方案。然后,用NX软件分析了两种不同的方案。分析结果显示:不填充泡沫铜方案的整个相变过程在800 s完成,LD上的温度最高达到59.98℃,相变材料上表面温度最高达到47.12℃;填充泡沫铜方案在200 s内完成相变过程,LD最高温度为38.35℃,并且LD在360 s后和相变温度点温度一致。填充泡沫铜方案可以满足10~40℃的温度指标要求。最后,根据填充泡沫铜方案设计加工了激光二极管泵浦源阵列热控系统,通过实验验证,该系统可以满足空间高功率激光二极管泵浦源阵列快速散热要求。