Beeinflussung der Lichtemission bei mikrokanalgekühlten Laserdioden:
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Stuttgart
Teubner
1997
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INHALTSANGABE
KURZFASSUNG
.
5
INHALTSANGABE
.
7
VERWENDETE
SYMBOLE
.
11
1
EINLEITUNG
.
15
1.1
EINFUEHRUNG
IN
DIE
PROBLEMSTELLUNG
.
15
1.2
STAND
DER
TECHNIK
.
18
1.3
AUFGABENSTELLUNG
.
21
2
LASERDIODEN
.
23
2.1
FUNKTIONSWEISE
EINER
LASERDIODE
.
23
2.2
BAUFORMEN
DER
GEBRAEUCHLICHEN
HOCHLEISTUNGSLASERDIODEN
.
27
2.3
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
WICHTIGER
DIODENKENNGROESSEN
.
30
2.3.1
MAXIMALE
AUSGANGSLEISTUNG
EINER
LASERDIODE
.
31
2.3.2
EMITTIERTE
WELLENLAENGE
.
34
2.3.3
THERMISCH
INDUZIERTE
PHASENSTOERUNGEN
BEI
MOPA-SYSTEMEN
.
42
2.3.4
DEGRADATIONSVERHALTEN
VON
LASERDIODEN
.
43
2.4
ANFORDERUNGEN
AN
DEN
MIKROKANALKUEHLER
.
44
3
GRENZEN
BEKANNTER
MODELLBERECHNUNGEN
.
46
3.1
STROEMUNG
IM
MIKROKANAL
.
46
3.2
BESCHREIBUNG
DES
WAERMEUEBERGANGS
IN
MIKROKANALKUEHLEM
.
48
3.2.1
KLASSISCHE
THEORIE
DER
KUEHLRIPPEN
.
49
3.2.2
WIDERSTANDSMODELL
.
50
3.2.3
NUMERISCHE
BERECHNUNG
UNTER
VERWENDUNG
FESTER
RANDBEDINGUNGEN
.
51
3.2.4
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DES
KONJUGIERTEN
WAERMEUEBERGANGSPROBLEMS
.
51
3.2.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
53
4
MODELL
ZUR
BESCHREIBUNG
DES
WAERMEUEBERGANGS
IN
MIKROKANAELEN
.
54
4.1
BESCHREIBUNG
DER
GEOMETRISCHEN
VERHAELTNISSE
.
54
4.2
BERECHNUNG
DES
WAERMEUEBERGANGS
IM
MIKROKANALKUEHLER
.
57
4.2.1
DIMENSIONSLOSE
ENERGIETRANSPORTGLEICHUNG
.
57
4.2.2
RANDBEDINGUNGEN
DES
WAERMEUEBERGANGSMODELLS
.
60
4.2.3
KENNZAHLEN
IM
WAERMEUEBERGANGSMODELL
.
62
8
INHALTSANGABE
4.3
BERECHNUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSFELDES
.
65
4.3.1
DIMENSIONSLOSE
NAVIER-STOKES
GLEICHUNG
.
65
4.3.2
RANDBEDINGUNGEN
FUER
DIE
LOESUNG
DER
WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG
.
67
4.3.3
GESCHWINDIGKEITSFELD
BEI
VOLL
ENTWICKELTER
STROEMUNG
.
69
5
LOESUNGSSTRATEGIEN
.
71
5.1
NUMERISCHE
VERFAHREN
ZUR
LOESUNG
PARTIELLER
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
.
71
5.2
TEST
AUF
INNERE
KONSISTENZ
.
73
5.2.1
KONSISTENZTEST
DURCH
MUSTERLOESUNG
.
74
5.2.2
VERGLEICH
IDEALISIERTER
BERECHNUNGEN
MIT
LITERATURWERTEN
.
75
5.2.3
KONTROLLGROESSEN
ZUR
UEBERWACHUNG
DES
PROGRAMMS
.
77
5.3
OPTIMIERUNG
DES
GITTERS
UND
DES
LOESUNGSVERFAHRENS
.
77
5.3.1
OPTIMALE
DISKRETISIERUNG
.
77
5.3.2
ORDNUNG
DES
LOESUNGSVERFAHRENS
.
81
5.3.3
EINFLUSS
DER
RANDBEDINGUNGEN
DES
KANALS
AUF
DIE
BERECHNUNG
.
82
6
MODELLBEWERTUNG
-
VERGLEICH
MIT
THEORETISCHEN
UND
EXPERIMENTELLEN
ERGEBNISSEN
AUS
DER
LITERATUR
.
85
6.1
VERGLEICH
MIT
DEN
RECHENERGEBNISSEN
VON
PHILLIPS
.
86
6.2
VERGLEICH
MIT
RECHENERGEBNISSEN
VON
WEISBERG
UND
MITARBEITERN
.
88
6.3
VERTEILUNG
DER
WAERMESTROMDICHTE
AN
DER
KANALWAND
.
92
6.4
VERGLEICH
DER
ERGEBNISSE
DES
RECHENMODELLS
MIT
EXPERIMENTELLEN
WERTEN
.
94
6.4.1
KUEHLMEDIUM
LUFT
.
94
6.4.2
KUEHLMEDIUM
WASSER
.
97
6.4.3
EIGENE
MESSUNGEN
ZUR
UEBERPRUEFUNG
DES
ZEITLICHEN
VERHALTENS
.
101
7
BERECHNUNGSBEISPIELE
ANHAND
DES
3D-MODELLS
.
104
7.1
AXIALER
WAERMESTROM
.
104
7.2
BERUECKSICHTIGUNG
DER
EIGENSCHAFTEN
DES
KUEHLMEDIUMS
.
105
7.2.1
TEMPERATURABHAENGIGE
KUEHLLEISTUNG
MIT
WASSER
ALS
KUEHLMITTEL
.
105
7.2.2
VARIATION
DER
KUEHLMEDIEN
.
106
8
ZEITLICHE
ENTWICKLUNG
DES
TEMPERATURFELDES
.
109
8.1
EINSCHALTVORGANG
.
109
8.2
AUSSCHALTVORGANG
.
113
8.3
ZEITABHAENGIGE
VERTEILUNG
DER
WAERMESTROMDICHTE
.
114
8.4
ELEKTRISCHES
ANALOGON
ZUM
MIKROKANALKUEHLER
.
116
8.5
PERIODISCH
MODULIERTER
WAERMESTROM
.
118
INHALTSANGABE
9
9
EINFLUSS
DES
KUEHLERS
AUF
DIE
OPTISCHEN
EIGENSCHAFTEN
VON
LASERDIODEN
.
120
9,1
MAXIMALE
AUSGANGSLEISTUNG
.
120
9,2
LASEREMISSION
BEI
AXIALEM
TEMPERATURGRADIENT
.
122
9,3
SPEKTRALE
EMISSIONSBREITE
BEI
PULSBETRIEB
.
125
9,4
KUEHLER
FUER
EIN
MOPA-SYSTEM
.
128
10
OPTIMIERUNG
DER
KUEHLERABMESSUNGEN
.
130
10.1
MIKROKANALKUEHLER
AUS
SILIZIUM
.
130
10.2
MIKROKANALKUEHLER
AUS
SILIZIUM
MIT
DIAMANTSCHICHT
.
132
10.3
MIKROKANALKUEHLER
AUS
KUPFER
.
132
11
EINFLUSS
VON
FEHLEM
IN
DER
LOTSCHICHT
AUF
DIE
TEMPERATUR
IN
DER
LASERDIODE
.
135
12
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
138
LITERATURVERZEICHNIS
.
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