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Aplicações e Utilização de Controladores de Temperatura e Módulos Controladores de TEC

Os controladores de temperatura são projetados para regular a temperatura e remover calor de elementos sensíveis à temperatura, como diodos laser. Isso é realizado por meio do resfriamento ou aquecimento de um dispositivo Termoelétrico (TEC), aplicando corrente e tensão positivas ou negativas. Esses dispositivos também são frequentemente chamados de dispositivos Peltier, bombas de calor ou trocadores de calor.

Controladores de temperatura aplicam corrente e tensão a um elemento TEC. Isso pode ter duas funções principais. A primeira função é remover o calor do diodo laser ou de outro elemento de carga térmica. O resfriamento do diodo laser é essencial para garantir sua vida útil. Por exemplo, um diodo laser de GaAs operando no NIR normalmente possui vida útil de 10.000 horas a 25 °C. Como regra geral, para cada aumento de 10 °C na temperatura operacional do diodo laser, sua vida útil é reduzida pela metade. Um diodo laser frequentemente gera vários Watts ou Joules de energia térmica (calor) provocando autoaquecimento, mesmo contando com dissipadores de calor eficientes e com baixa resistência térmica. Portanto, um controlador de temperatura é fundamental para garantir a longevidade do dispositivo semicondutor.

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A segunda função é estabilizar a temperatura do diodo laser, fator essencial para a estabilidade de potência. Diodos laser, como a maioria dos materiais semicondutores, geralmente operam com menor eficiência a temperaturas elevadas. A redução da eficiência devido ao aquecimento da junção resulta em menor potência óptica. Assim, é fundamental regular a temperatura utilizando um controlador para diodos laser. O controlador de temperatura aplica uma corrente variável ao elemento Peltier em função do sinal de feedback do termistor, recebido na forma de resistência. O termistor é um elemento sensor utilizado para medir a temperatura em um ponto específico. A resistência elétrica do termistor varia exponencialmente em função da temperatura, de acordo com constantes que descrevem as propriedades do termistor específico. O controlador de corrente mede a resistência do termistor aplicando uma corrente reduzida, geralmente de alguns µA, e lê a tensão através do termistor.

Os controladores de temperatura Opt Lasers™ estão disponíveis com ampla gama de correntes e tensões máximas para remover o calor do diodo laser e estabilizar sua temperatura. Os controladores de temperatura são utilizados em conjunto com um elemento TEC e um driver de corrente de diodo laser para operar o diodo laser.