Como una tecnología de refrigeración activa a baja temperatura completamente sólida y sin vibraciones, el refrigerador óptico tiene importantes perspectivas de aplicación en campos como la exploración espacial y la medición cuántica precisa. Los refrigeradores ópticos con estructura paralela pueden aumentar aún más la potencia de refrigeración para satisfacer necesidades de mayor carga térmica, pero la gestión de la carga térmica adicional generada por la fluorescencia se ha convertido en un desafío clave. Este artículo se centra en el diseño del enlace térmico para refrigeradores ópticos con estructura paralela. En la selección de materiales, se determinó que MgF₂ es el material adecuado para el enlace térmico, basado en la conductividad térmica y la compatibilidad de dilatación térmica. En el diseño estructural, el objetivo es controlar la fluorescencia mediante la acción conjunta del camino óptico geométrico y la dispersión superficial, proponiendo 6 configuraciones de enlace térmico en consecuencia. Sobre esta base, mediante simulación óptica, se evaluó sistemáticamente el impacto de diferentes estructuras y estados superficiales utilizando el coeficiente de escape de fluorescencia y la potencia de fluorescencia que llega al extremo frío como indicadores cuantitativos. Los resultados muestran que aumentar la rugosidad de la superficie mejora generalmente la capacidad de escape de fluorescencia de todas las estructuras y reduce la carga térmica adicional; entre ellas, la configuración geométrica que presenta el mejor desempeño con alta rugosidad tiene un coeficiente de escape de fluorescencia tan bajo como 0,013, confirmando la efectividad sinérgica del diseño geométrico y la estrategia de dispersión superficial. Este estudio proporciona un método sistemático de simulación y una base clara para la optimización del diseño del enlace térmico de refrigeradores ópticos con estructura paralela, con significado teórico e ingenieril importante para suprimir la carga térmica fluorescente y mejorar la potencia neta de refrigeración del sistema.
关键词
refrigeración láser de materiales sólidos;refrigerador óptico;enlace térmico;refrigeración bicristal;simulación óptica