Como uma tecnologia de resfriamento ativo em baixa temperatura totalmente sólida e sem vibração, o refrigerador óptico possui importantes perspectivas de aplicação em áreas como a exploração espacial e medições quânticas precisas. Os refrigeradores ópticos com estrutura paralela podem aumentar ainda mais a potência de resfriamento para atender cargas térmicas maiores, mas o gerenciamento da carga térmica adicional gerada pela fluorescência torna-se um desafio chave. Este artigo foca no design de conexão térmica para refrigeradores ópticos com estrutura paralela. Na seleção de materiais, o MgF₂ foi determinado como material para a conexão térmica com base na condutividade térmica e na compatibilidade de expansão térmica. No design estrutural, o objetivo é gerenciar a fluorescência por meio da ação sinérgica do controle geométrico do caminho óptico e da dispersão superficial, propondo assim 6 configurações de conexão térmica. Com base nisso, por meio de simulação óptica, avaliou-se sistematicamente o impacto de diferentes estruturas e estados de superfície, utilizando o coeficiente de escape de fluorescência e a potência de fluorescência que chega à ponta fria como indicadores quantitativos. Os resultados mostram que o aumento da rugosidade da superfície geralmente melhora a capacidade de escape de fluorescência de todas as estruturas e reduz a carga térmica adicional; entre elas, a configuração geométrica com melhor desempenho em alta rugosidade apresenta um coeficiente de escape de fluorescência tão baixo quanto 0,013, confirmando a eficácia sinérgica do design geométrico e da estratégia de dispersão superficial. Este estudo fornece um método sistemático de simulação e uma base clara para a otimização do design de conexão térmica de refrigeradores ópticos com estrutura paralela, com significado teórico e de engenharia importante para suprimir a carga térmica da fluorescência e melhorar a potência líquida de resfriamento do sistema.

refrigeração a laser de materiais sólidos;refrigerador óptico;conexão térmica;refrigeração bicristal;simulação óptica