[参考译文] DLP2000：使用 DLP2000或 DLP650LE 及脉冲激光器

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Other Parts Discussed in Thread: DLP4500NIR, DLP650LE, DLP2000, DLP160CP, DLP650LNIR, DLPDLCR2000EVM, DLP4621-Q1

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器件型号：DLP2000
主题中讨论的其他器件：DLP650LE、、 DLP160CP、 DLP650LNIR、DLP4500NIR、 DLPDLCR2000EVM、 DLP4621-Q1

工具与软件：

我已在一个采用 DLP2000或 DLP650LE 的实验中对 DMD 进行评估、该实验在真空室内的10^-6 Torr 范围内的扭转摆上使用。我正在评估3W 520nm 或5W 980nm 的脉冲激光源。我想用脉冲激光以大约8Hz 的频率驱动扭转摆、因此必须确定相应的占空比。这项实验将类似于 K. Chandrasekar 等人所述的"使用光学外差传感器和锁定检测对脉冲推进的敏感反转式摆推力支架进行表征"中概述的仪器

我是从您的文档 DLPA027B 开始的、题为"数字微镜器件散热注意事项、包括脉冲光源"、但它看起来与 Pico DMD 系列不兼容。我想了解需要对 Pico DMD 系列进行哪些不同评估。

下面是我尝试使用3W 520nm 激光器通过 DLP2000 (DLPS140B)跟随 DLPA027B 的情况：

镜面与镜体差值
1. q=95.49W/cm^2
  1. 聚焦于 DMD 中心的2mm 直径区域
2. Q_adjusted = q*(1-mr)= 5.73W/ cm² μ s
  1. 520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
3. deltaT_Mirror π 到镜体= 2*q_adjusted*(1/k) sqrt ((alpha*t_pulse))+T_i = 20.3 C
  1. k=160W/(m-C) (来自 DLPA027B)
  2. ALPLE=6.47E-5m^2/s (来自 DLPA027B)
  3. T_PULSE = 2.5ms
  4. T_I=20 μ s (ºC 起始环境温度)
镜体与器件差值
1. q_incident mirror = q * pitch²= 5.46E-5W
2. Q_MIRROR = Q_INCENT MIRROR *(FF_ON*(1-mR))= 5.59E-6W
  1. FF_ON = 0.931 (来自 DLPA027B)
  2. 520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
3. T_f = T_I +(Q_MIRROR * R_MIRROR 至器件)= 22.5 ºC
  1. T_i=20 C (假设初始脉冲的起始环境温度)
  2. R_mirror 至芯片= 4.47E5 ºC /W (来自 DLPA027B 不在 DLPS140B 中)
4. T_off = 0.1225s >> 5τ μ s [完全冷却]
  1. τ= 11.49μs (来自 DLPA027B)
5. deltaT_Bulk 到器件的镜像= T_f +(T_i + T_f) e^(-t_pulse/delta τ)= 22.5 ºC
  1. T_i=20 μ s (ºC 初始脉冲的起始环境温度)
与陶瓷差值
1. q_electrical = 0.045W (来自 DLPS140B 示例)
2. Δ T_DMD =(1 -溢出)*((FF_OFF *(1 - MR))+(1 - FF_OFF))+(2 * Δ_WINDOW)+溢出=α α -4.99 <=这似乎是错误的
  1. FF_OFF = 0.724 (来自 DLPA027B)
  2. 520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
  3. Δ t _WINDOW = 0.007 (α DLPA027B 且与 DLPA031E 交叉参考)
  4. 溢出= 1-(活动阵列面积/事故面积)= -17.6<=这似乎是错误的
    1. 有源阵列面积=(7.57μm * 1280)+(7.57μm * 800)= 5.85E-5 m²
    2. π d²= 0.25 m² d^2 =3.142 μ F = 3.14E-6 μ F
      1. d = 2mm (假设的投影区域)
      2. 我不打算将摆锤投射到整个 DMD 上、因为它会沿 DMD 宽度摆动。
      3. 我认为、溢出是为了反映有多少光入射到陶瓷上。
3. 占空比= t_pulse/(t_pulse+t_off)= 0.02
  1. T_PULSE = 2.5ms
  2. T_off = 0.1225s
4. Q_Average 光 cm²密度= q *占空比= 1.91W/μ s
5. q_average 光功率=有效面积* q_average 光功率密度= 1.12W
6. q_illimunation = α_window / q_average 光功率= -12.3 W <=这似乎是错误的
7. deltaT_Silicon 至 Ceramic =(Q_ELECTRICAL + Q_ILLUMINATION)* R_Silicon 至 Ceramic = -6.12 ºC <=这似乎是错误的
  1. R_Silicon to Ceramic = 0.5 ºC μ F/W (来自 DLPA027B、不在 DLPS140B 中)
镜面至陶瓷
1. T_MIRROR SURFACE = T_CERAMIC + deltaT_Mirror ºC 至镜体+ deltaT_Bulk Mirror 至器件+ deltaT_Silicon 至 Ceramic = 56.68 μ s

一些相关问题：

在第6.5节中、DLP2000和 DLP160CP 均仅提供在 TP1处测得的热阻。为什么不同时向硅提供 R_mirror 并向陶瓷提供 R_Silicon？
DLP160CP 为散热界面提供了一个较小的区域、但 DLP2000没有。是否有关于 DLP2000功能区的热界面的任何文档？
在800nm 以上、两个 DMD 均限制为10mW/cm^2；然而、这是否取决于占空比？我问这个问题、以了解我提供的5W 980nm 激光器是否是有用的替代产品。

11 个月前

0 admin 11 个月前

TI__Guru**** 2578945 points

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请给我们的团队一些时间进行内部检查、当我找到更多信息时、我们会联系您。

此致、

Alex Chan

0 admin 11 个月前

TI__Guru**** 2578945 points

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您好、用户：

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镜面与镜体差值
1. q=95.49W/cm^2
  1. 聚焦于 DMD 中心的2mm 直径区域
2. Q_adjusted = q*(1-mr)= 5.73W/ cm² μ s (假设 MR = 0.94,520nm MR = 0.89且 q_adjusted = 10.5W/cm^2)
  1. 520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
3. deltaT_Mirror π 到镜体= 2*q_adjusted*(1/k) sqrt ((alpha*t_pulse))+T_i = 20.3 C deltaT_Mirror 表面到镜体= 2* 10.5W/cm^2 *(100^2cm^2/1m^2)*(1/160W/m-K)* sqrt (6.47e-5m^2/s*[2.5ms *(1s/1000ms)]/π)+ 0 = 0.3 ºC

*在这种情况下,镜面到镜体的温升非常小

k=160W/(m-C) (来自 DLPA027B)
ALPLE=6.47E-5m^2/s (来自 DLPA027B)
T_PULSE = 2.5ms
T_I=20 μ s (ºC 起始环境温度) 高于镜体温度的温升仅为0.3 ºC。 20ºC 镜体为 ºC μ m、则表面为20.3 μ m

镜体与器件差值
1. q_incident mirror = q * pitch² = 5.46E-5W
2. Q_MIRROR = Q_INCENT MIRROR *(FF_ON*(1-mR))= 5.59E-6W
  1. FF_ON = 0.931 (来自 DLPA027B)
  2. 520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
3. T_f = T_I +(Q_MIRROR * R_MIRROR 至器件)= 22.5 ºC
  1. T_i=20 C (假设初始脉冲的起始环境温度)
  2. R_mirror 至芯片= 4.47E5 ºC /W (来自 DLPA027B 不在 DLPS140B 中)
4. T_off = 0.1225s >> 5τ μ s [完全冷却]
  1. τ= 11.49μs (来自 DLPA027B)
5. deltaT_Bulk 到器件的镜像= T_f +(T_i + T_f) e^(-t_pulse/delta τ)= 22.5 ºC
  1. T_i=20 μ s (ºC 初始脉冲的起始环境温度)

计算正确。高于器件的镜体温升仅为2.5 ºC。

与陶瓷差值
1. q_electrical = 0.045W (来自 DLPS140B 示例)
2. Δ T_DMD =(1 -溢出)*((FF_OFF *(1 - MR))+(1 - FF_OFF))+(2 * Δ_WINDOW)+溢出=α α -4.99 <=这似乎是错误的

此计算假设整个阵列已亮起、甚至可能在活动阵列之外出现溢出。如果照明点完全在有源阵列内、则只需假设 Overfill = 0。 α Δ V_DMD = 0.36964。这是镜像阵列的吸收率加上批量窗口吸收率。

FF_OFF = 0.724 (来自 DLPA027B)
520nm 时 MR=0.89 (来自 DLPA027B)
Δ t _WINDOW = 0.007 (α DLPA027B 且与 DLPA031E 交叉参考)
溢出= 1-(活动阵列面积/事故面积)= -17.6<=这似乎是错误的 (对于未填充的数组情况、只需假设 Overfill = 0)
1. 有源阵列面积=(7.57μm * 1280)+(7.57μm * 800)= 5.85E-5 m² (DLP2000是具有7.56um 像素的640 x 360阵列、DLP650LE 是具有10.8um 像素的1280 x 800阵列。只需为此计算选择一个或另一个。)
2. π d²= 0.25 m² d^2 =3.142 μ F = 3.14E-6 μ F
  1. d = 2mm (假设的投影区域)
  2. 我不打算将摆锤投射到整个 DMD 上、因为它会沿 DMD 宽度摆动。

我认为、溢出是为了反映有多少光入射到陶瓷上。

占空比= t_pulse/(t_pulse+t_off)= 0.02
1. T_PULSE = 2.5ms
2. T_off = 0.1225s
Q_Average 光 cm²密度= q *占空比= 1.91W/μ s
q_average 光功率=有效面积* q_average 光功率密度= 1.12W (这应是您的外壳的平均功率密度*照明区域、因此1.91W/cm^2 * 3.14E-6 m²= 0.06W)
q_illimunation = α_window / q_average 光功率= -12.3 W <=这似乎是错误的 (这应该是 R θ JA_DMD * Q_INCENT = 0.36964 * 0.06W = 0.022W α)
deltaT_Silicon 至 Ceramic =(Q_ELECTRICAL + Q_ILLUMINATION)* R_Silicon 至 Ceramic = -6.12k Ω ºC 这8ºC 是错误的(delta_T_Silicon to Ceramic =(0.045W + 0.022W)* 1 μ V/W = 0.54ºC μ F
1. R_Silicon to Ceramic = 0.5 ºC μ F/W (来自 DLPA027B、不在 DLPS140B 中) (从技术上讲、我们应该根据封装热模型生成一个新的 R_Silicon to Ceramic、因为这一数值会更高、因为我们的所有热负荷都只是一个小点尺寸。 8ºC：DLP2000在完全阵列照明时为8 μ V/W。 2mm 点覆盖了阵列的约24%。即使封装电阻增加到16 ºC /W、温升也将为~1ºC Ω。 1ºC 负载分布在整个区域内、因此影响将小于此值、因此 Δ f 可能是最坏的情况。)
镜面至陶瓷
1. T_MIRROR SURFACE = T_CERAMIC + deltaT_Mirror ºC 至镜体+ deltaT_Bulk Mirror 至器件+ deltaT_Silicon 至 Ceramic = 56.68 μ s

(应为 T_MIRROR_SURFACE = 20ºC + 0.3ºC + 2.5ºC + 1ºC = 23.8ºC。)

一些相关问题：

在第6.5节中、DLP2000和 DLP160CP 均仅提供在 TP1处测得的热阻。为什么不同时向硅提供 R_mirror 并向陶瓷提供 R_Silicon？ (只有脉冲源出现时、微镜到器件的温升才会很明显。我们的大多数应用都使用连续源。 R_silicon-to-cerial 与在 TP1测量的热阻相同、因为 TP1在陶瓷上)
DLP160CP 为散热界面提供了一个较小的区域、但 DLP2000没有。是否有关于 DLP2000功能区的热界面的任何文档？ (DLP2000专用于低功耗应用、因此没有专用的热界面区域)
在800nm 以上、两个 DMD 均限制为10mW/cm^2；然而、这是否取决于占空比？我问这个问题、以了解我提供的5W 980nm 激光器是否是有用的替代产品。 (这些 DMD 旨在用于可见光应用、因此未在800nm 以上进行测试。 TI 提供了几种适用于 IR 应用的 DMD、例如 DLP4500NIR 和 DLP650LNIR)

此致、

Alex Chan

0 admin 11 个月前

TI__Guru**** 2578945 points

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Alex 和团队、

感谢您的回应、对于我通过您的示例转交的 MR 错误、我深表歉意。我知道 DLP2000非常适合低功耗应用、但鉴于其尺寸、对于我的实验中微小惯性、它可能是理想之选。再问几个问题、我应该愿意回答一些问题：

1.您是否有关于 DLP2000插入 Panasonic AXT542124DD1插座的导热性指导？我认为这是在设计 DLPDLCR2000EVM 时完成的。

2. DLP4621-Q1似乎是适合此应用的更好的 DMD；但是、鉴于其尺寸(并假定重量)和更高的功耗要求、我放弃了考虑它。您是否了解具有良好热传递特性和低功耗要求的轻量级 DMD？

谢谢你。

Jonathan

0 admin 11 个月前

TI__Guru**** 2578945 points

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您好、用户：

让我再向热团队核实一下、我们会给您回复的。

此致、

Alex Chan

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