Keinotekoisen älykkyyden (AI) ja suurten kielimallien nopea eteneminen on johtanut ennennäkemättömään kysynnän nousuun korkean - nopeuden optisten lähetin -vastaanottimen moduulien tietokeskuksissa ja AI -klustereissa. Näiden moduulien toimintanopeudet ovat laajentuneet merkittävästi - 100 gbps: stä, jotka sopivat sisäänpääsyyn - tason datakeskuksen sovelluksia, 400 gbps, jota käytetään yleisesti nykyisissä AI -klustereissa; Lisä kasvaa 800 Gbps: iin nousevat ensisijaisena ratkaisuna korkealle - kysyntäsovelluksille, ja yli 1,6 TBPS: n nopeuksien odotetaan tukevan seuraavaa - sukupolven AI -työkuormia. Näin ollen tehokas lämmönhallinta on keskeinen suorituskyvyn, luotettavuuden ja energiatehokkuuden varmistamisessa.
Kun siirto -etäisyydet kasvavat, tarkka lämpötilan stabiilisuus tarve on vieläkin kriittisempi. Optiset lähetin -vastaanottimen moduulit, etenkin niiden pitkille - etäisyyssovelluksille suunniteltuja, vaativat vaativia lämpötilanhallintaa niiden laserlähteiden vakauden ja suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Nämä moduulit luottavat laser diodeihin tiedonsiirtoa varten, jotka ovat luonnostaan herkkiä lämpötilan vaihteluille. Pienet lämpötilan vaihtelut voivat johtaa signaalin hajoamiseen ja luotettavuuden vähentymiseen. Tällä hetkellä AI: n dynaamisten vaatimusten ja tietokeskuksen toiminnan ohjaamana valmistajat kohtaavat useita lämpöhaasteita, mukaan lukien:
jatkuvasti kasvavat moduulin tehovaatimukset;
tiukat koko rajoitukset;
läheisyys moduulien lämpörajoihin;
asteittain kiristävä signaali - - - melu -suhde (snr) budjetti nopeusasteikolla 400 gbps - 3,2 Tbps;
Vahvan jäähdytyksen ja vakaan lämpötilan ylläpidon välttämättömyys;
ja kaikkien komponenttien välttämättömyys toimimaan tehokkaalla -.
Optimaalisen suorituskyvyn ylläpitäminen sekä laseridiodeissa että optisen lähetinvastaanottimen kokonaisjärjestelmässä edellyttää tarkkaa lämpöhallintaa. Laser -diodien suorituskykyä säätelevät useat tekijät - lämpötila, sähkövirta ja optinen teho. Lämpötilan vaihtelut voivat vaikuttaa sekä laser diodin sähköiseen että optiseen ominaisuuteen, mikä vaikuttaa sen suorituskykyyn ja toimintaan. Kun käyttöolosuhteet ylittävät suurimman sallitun alueen, lisääntynyt lämpövastus ja vähentynyt virranvahvistus johtavat suorituskyvyn heikkenemiseen. Lisäksi kohonneet lämpötilat voivat aiheuttaa aallonpituuden siirtymiä laseridiodissa, mikä vaikuttaa haitallisesti sekä suorituskykyyn että luotettavuuteen; Tällaiset muutokset voivat saostaa vakavan ylikuormituksen ja äärimmäisissä tapauksissa johtaa diodin vikaantumiseen.
Esimerkiksi hajautetut palautteen (DFB) laseridiodit säteilevät tyypillisesti valoa aallonpituusalueella noin 1260 - 1650 nm. Lämpötilan nousu voi aiheuttaa huipun aallonpituuden siirtymisen suunnilleen 0,1 nm: llä celsiusastetta kohti. Termoelektrisillä jäähdyttimillä (TEC) on ratkaiseva rooli hajottamalla tehokkaasti lämpöä ja ylläpitämällä vakaa lämpöympäristö, varmistaen siten luotettavan lämpötilan vakauden. Tämä stabilointi ei vain paranna signaalin eheyttä, vaan myös pidentää optisten lähetin -vastaanottimen moduulien toiminnan käyttöikää.
Toinen lämpötilan vaihteluihin liittyvä kiireellinen huolenaihe on Crosstalk, mikä on erityisen kriittinen viestintäyhteydessä, joka vaatii suurta kaistanleveyttä pitkiä matkoja. Ultra - suuret - asteikkotietokeskukset, esimerkiksi ottaen usein käyttöön aallonpituusosion multipleksointi (WDM) optisten kuitujen datan läpäisemiseksi yhdistämällä useita datavirtoja rinnakkain.
Lisäksi laser dioditekniikan kehitys edellyttää samansuuntaista etenemistä lämmönhallintaratkaisuissa. Kun datan läpäisy kasvaa ja kytkentäpisteiden väliset etäisyydet laajenevat, laser -diodit altistetaan korkeammille lämpökuormille. Tämä lisääntyminen edellyttää, että näiden diodien pakkaus sisältää parannettua lämpöä - pumppausominaisuuksia lämmönergian poimimiseksi herkistä elektronisista komponenteista. Tämän lämmön evakuoimiseksi tehokkaasti, mikro -TEC: t, joilla on korkeampi täyttökerroin ja ohuempi muotokerroin, ovat välttämättömiä; Ne ovat kriittisiä tehokkaan toiminnan varmistamisessa säilyttäen samalla tiukka aallonpituuden hallinta ja lämpötilan stabiilisuus.
Mikro -TEC: t tarjoavat useita etuja: niiden pienentynyt koko helpottaa nopeampaa vastetta lämpötilan vaihteluihin, ne parantavat laser diodien suorituskykyä ja luotettavuutta ja ne mahdollistavat taloudellisen massatuotannon alhaisemmalla virrankulutuksella. Uusien termoelektristen materiaalien ja korkeat - tarkkuusvalmistustekniikat ovat mahdollistaneet yhä kompakti mikro -TEC: ien kehittämisen. Nämä edistykset mahdollistavat laser diodipakkauksen pienentämisen vaarantamatta lämpöstabiilisuutta, varmistaen siten, että diodit reagoivat nopeasti lämpötilan muutoksiin -, joka on erittäin tärkeä tekijä optisissa viestintäjärjestelmissä. Parannettu tehokkuus yhdistettynä korkeiden läpäisy- ja alhaisempien valmistuskustannusten hyötyihin myötävaikuttaa suoraan parantuneeseen suorituskykyyn ja vähentämään järjestelmän kokonaiskustannuksia.
Mikro TEC -ratkaisut, kuten Lairdin uusi Optotec MBX -sarja, ovat tarkoitusta -, jotka on suunniteltu laser diodien tarkkaan lämpötilan vakauttamiseen (katso kuva 2). Ultra - Compact MBX -sarja täyttää nykyaikaisen laser diodisovellusten vaatimukset, joissa on pienempi muotokerroin, vähentynyt virrankulutus, lisääntynyt luotettavuus ja taloudellisesti suotuisa massatuotanto. Yhdessä nämä ominaisuudet eivät vain nosta suorituskykyä, vaan myös pidentävät laser diodien luotettavuutta ja operatiivista käyttöikää, katalysoimalla siten innovaatioita seuraavassa - sukupolven tietoliikennesovelluksissa.
Kun optiset lähetin -vastaanottimen moduulit kehittyvät edelleen, TEC -toimittajat suunnittelevat pienempiä, ohuempia ja geometrisesti mukautuvia ratkaisuja, jotka mahtuvat pienimuotoihin uhraamatta suorituskykyä.
Micro TEC: n tärkeimpiin suunnitteluun sisältyvät:
Riittävä jäähdytyskapasiteetti: Laitteen on kyettävä hallitsemaan tehokkaasti optisia moduuleja, jotka toimivat 1–3 wattia.
Kompaktit mitat: TEC: llä on oltava virtaviivainen muotokerroin, joka sopii lähetin -vastaanottimen moduuleihin samalla kun se tuottaa tehokasta jäähdytystehoa.
Korkea - Volume Valmistettavuus: Suunnittelun tulisi helpottaa skaalautuvia valmistus- ja kokoonpanoprosesseja, vähentäen siten tuotantokustannuksia ja kasvattaa satoa. Tämä varmistaa, että TEC: t voidaan tuottaa luotettavasti ja taloudellisesti suurille - asteikkojen käyttöönotolle.
Kun tekoäly jatkaa nopeamman ja tehokkaamman tiedonsiirron kysyntää, optisen lähetin -vastaanottimen markkinoiden odotetaan olevan jatkuvaa kasvua ja innovaatioita. Mukautetuilla termoelektrisillä jäähdytysratkaisuilla on kriittinen rooli näiden olennaisten komponenttien suorituskyvyn ja luotettavuuden ylläpitämisessä AI- ja Data Center -teknologioiden nopeasti kehittyvässä maisemassa.