[發明專利]熱界面均勻性檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310284547.4
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103364101A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 劉剛;唐曉軍;趙鴻;王超;劉洋;劉磊;王鋼
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G01K11/30
• 分類號: G01K11/30;G01N21/17
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張蕾

技術領域

本發明涉及熱界面檢測領域，尤其涉及一種熱界面均勻性檢測系統及方法。

背景技術

熱界面(Thermal?Interface)在各種功率電子器件尤其是激光器熱管理中起著十分關鍵的作用。熱界面是發熱元件（對于激光器而言，主要指激光增益介質和泵浦源）表面到散熱器的熱傳遞的橋梁。固體與固體表面之間傳熱一般都必須利用性能優異的熱界面，熱界面的主要作用是用于填補兩種固體材料接合或接觸時產生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，減少熱傳遞的阻力（熱阻）。

熱界面熱阻往往是傳熱過程中的瓶頸問題，近年來，隨著功率器件的發熱量及熱流量越來越高，如何有效減小功率器件到散熱裝置的熱界面熱阻變得相當關鍵，受到越來越多的重視。

以固體激光器系統的熱界面為例進行說明，泵浦光的能量有很大一部分在激光介質內部被吸收轉變成熱能，同時激光增益介質在一定邊界條件下被冷卻，這使得激光增益介質的內部和表面都形成非均勻的溫度分布，由于激光增益介質的熱膨脹，非均勻的溫度分布使得激光增益介質內部和表面都出現非均勻的應變分布和應力分布。在非均勻的溫度和應力分布作用之下使得激光增益介質的折射率發生非均勻的變化，從而產生一系列復雜的熱效應的問題，如熱致非球面厚透鏡效應、熱致應力雙折射效應等。因此，在固體激光器研究領域中，十分追求激光增益介質內部在要求方向上的溫度和應力均勻性，而熱界面的不均勻和缺陷是造成激光增益介質內部溫度和應力不均勻的最重要原因之一。

為了適應高功率的激光輸出，激光增益介質外表面必須設計和使用有利于高功率和高熱流密度散熱的熱界面，均勻熱界面在封裝和使用過程中對高功率激光器的傳熱和不良應力減小都具有極其重要的意義，高功率的激光以及其它大功率光電元器件迫切需要均勻熱界面以及靈敏可靠的檢測方法，但是現在熱界面均勻性檢測缺少靈敏可靠的無損傷檢測方法。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種熱界面均勻性檢測系統及方法，用以解決現有技術中熱界面均勻性無法無損傷有效檢測的難題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種熱界面均勻性檢測系統，該系統包括：光源、光學檢測設備、設置在所述光源和所述光學檢測設備之間的光學介質；

所述光學介質的一側設有高溫均溫器，另一側設有低溫均溫器；

所述高溫均溫器通過高溫源加熱，所述高溫均溫器用于使所述待檢測熱界面一側獲得均勻一致的較高溫度。

所述低溫均溫器通過低溫源制冷，所述低溫均溫器用于使所述待檢測熱界面另一側獲得均勻一致的較低溫度；

通過所述高溫源和所述低溫源作用，使所述光學介質內產生預定溫度梯度的溫度場，所述光學檢測設備對經該溫度場傳播來的光進行檢測確定所述待檢測熱界面是否均勻。

優選地，所述光學介質為晶體，玻璃，陶瓷或者其它對檢測光束為透明的材料。

優選地，所述光源發出的光束為一束或多束。

本發明還提供了一種熱界面均勻性檢測的方法，包括：光源、光學檢測設備、設置在所述光源和所述光學檢測設備之間的光學介質；

光源發出的光經光學介質到達光學檢測設備，所述光學檢測設備通過檢測經該溫度場傳播來的光確定所述待檢測熱界面是否均勻。

優選地，所述光學檢測設備對經該溫度場傳播來的光進行檢測確定所述待檢測熱界面是否均勻的步驟具體包括：

所述光學檢測設備對經該溫度場傳播來的光進行檢測，當檢測到光斑形狀和位置、光強度分布，干涉條紋或者是波前畸變發生非預期的變化時，則判定所述待檢測熱界面不均勻，否則，則判定所述待檢測熱界面均勻。

優選地，所述光源發出的光束為一束或多束。

本發明有益效果如下：

本發明提供了一種熱界面均勻性檢測系統及方法，通過在光源和光學檢測設備之間設置一個光學介質，利用光學介質對溫度的敏感特性來反映光學介質內的溫度場均勻性，進一步反映待檢測熱界面的均勻性以及其中的缺陷，該系統將待檢測熱界面中不可見的難以檢測的不均勻性和缺陷等特性，利用新增加的光學介質和檢測光束在大溫差溫度場中表現出來，變成易于精密檢測和評價的可見光學特性，從而解決現有技術中熱界面均勻性無法無損傷有效檢測的難題。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明