• ベストアンサー

常温化での熱対流について

教えて下さい。 ある熱源(25度から28度)から、発せられる熱において、空気中の周りに対流が発生し、半導体レーザに影響ってあるのでしょうか?(屈折率とか?波長変化とか?) ちなみに、エアコンにて外気温を一定に保とうとしています。また、熱源をダンボールで囲っています。そのダンボールで覆われた空間内で、対流なんて発生してしまいますか?ちなにみエアコンの温度設定は、23度です。 今、半導体レーザを使っているので、その影響について、お聞きしましたが、別の波長の「光」でも結構です。何か対流による影響ってあるのでしょうか?

  • 0333
  • お礼率73% (76/104)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.2

むしろ,半導体レーザー自身の温度管理による影響が大きいのでは? LD素子に熱電対を取付け,LD素子か支持具をペルチェの上に載せ, フィードバックをかけることで安定させていました. 具体的な数値については忘れてしまいました.. あと,屈折が気になるのでしたら,許されるのでしたら, 受光面積の大きなダイオードを用いるとか.(私は10mm角のもので 1mm×3mmくらいのレーザーを受光しておりました.)

0333
質問者

お礼

回答ありがとうございました。 ペルチェは、対策候補として、あげています。 でも実のところ、半導体レーザを使用した変位計が今回のターゲットでして、この変位計がメーカからの購入品です。 LD素子は、内部的な電子部品の一つになります。 今考えているペルチェの使用方法は、変位計全体(カバーの部分)をペルチェを使い、外から温度を一定にしようかと思っています。 (但し、どこで温度を計ってフィードバックを行うかは未だ、決まっていません。) 何か、アドバイスがありましたら、回答をよろしくです。

その他の回答 (1)

  • yungflu
  • ベストアンサー率24% (25/103)
回答No.1

>空気中の周りに対流が発生し、半導体レーザに影響ってあるのでしょうか? 温度が違ったり気圧が違うと濃度も変わるので、光なのの波長はわずかながら屈折します。  そうでなければ蜃気楼は起こりえないでしょうから・・・ >エアコンにて外気温を一定に保とうとしています。 完全に一様に温度むらない空間は、市販エアコンでは無理だと思います。  どんな実験に使うか知りませんが、屈折するといっても 数マイクロメートルの誤差なので、細菌の研究するとかでない限り、無視できる誤差だと思いますが・・・

0333
質問者

補足

対象としている精度は、ナノメートルです。 今、50nm±25nmまでは、安定してきていますが、目標はこの半分を目指しています。ちなみに、データのバラツキ周期と温度変化が相関関係にあるようなデータもでています。やはり、エアコンでは無理があるのでしょうか?

関連するQ&A

  • 配管を流れる空気の熱損失について(対流伝熱)教え…

    配管を流れる空気の熱損失について(対流伝熱)教えて下さい 初めまして、初めて利用させて頂きます。 私の設計しているチャンバで、外部との接触部は断熱が弱く その外気の影響を受ける部分を制御された冷気を 吹き付けることで対応しています。 制御された冷気は、φ4mm内径2mmのテフロンチューブ内を空気としてチャンバ内を流れます。 チャンバ内はー40℃に冷やされています。 冷気はー60℃に制御しても、200mmの配管と先端の金属ノズル(φ10mm 内径1.5mm アルミ 長さ10mm) で熱損失が発生し、-60℃のエアーが出てきません。 何度のエアーが出てくるか計算したいのですが、計算方法を教えて頂けないでしょうか。 実験では、先端の金属部での熱損失が非常に大きいです。

  • 熱抵抗の計算方法について教えて下さい

    熱抵抗についていくつか質問させて下さい。 (1) 添付画像上の材質Aと材質Bの熱抵抗の計算方法についてですが、 熱伝導率、厚さ、をそれぞれ A: 2[W/m K]、4[mm] B: 3[W/m K]、2[mm] として、 熱源とAの接触面積を20[mm^2] AとBの接触面積を20[mm^2]としたら Aの熱抵抗=4*10^-3/(2*20*10^-6)=100 Bの熱抵抗=2*10^-3/(3*20*10^-6)=33.3 でよろしいのでしょうか? Aの熱抵抗を計算する時は入熱面の面積?(ここでは熱源との接触面積) で計算したらいいかよくわからなくて・・・。 (2) 更に熱源が0.5[W]だったら、Aの入熱面と放熱面?(AとBの接触面積)の 温度差はで100*0.5で50度になる、でよろしいのでしょうか? (定常状態の時で、対流等考えない場合) (3) (下記は(2)が間違っていたら無視して下さい。) 次に、同様に熱源が0.5[W]だとして、外気が20度だとします。 すると、熱源とAの接触面とBと外気との接触面の温度差が(100+33.3)*0.5=66.5度に なると思います。 ここから熱源の温度を求める事ができますか? 外気と温度差足せば良いとかいう記述を見たような気がするのですが、 理由がよくわかりません。 以上です。よろしくお願い致します。

  • 屈折率について

    教えて下さい。 何かの本でみたのですが、 「大気中での光の屈折率は、温度と湿度の関係からなる。」 この事が、半導体レーザに関係するかどうかは、不明ですが、この上で述べた屈折率について、詳しくおしえていただけませんか? 現在、半導体レーザを使用した変位計を使用しているのですが、なかなか精度がでなくて困っています。この辺りにヒントがあるかもっと期待しています。

  • 波長が可変な半導体レーザの製品は手に入りませんか?

    波長を電子的に制御できる半導体レーザの製品を探しています。どなたかご存知ないでしょうか?

  • 半導体レーザーについて

    半導体レーザーについて 次のような問題が出たのですが、どのように解けばよいのか全く分かりません。 本等でも調べましたが、この図をつかって何をすればよいのかすら分かりませんでした。 (2)についてだけでもいいのでよろしくお願いします。 (1)GaAsとAlAsから成る三元系混晶AlxGa1・xAsで作られた半導体レーザーの出力光は、赤色より短波長(~600nm)にできないという。その理由を述べよ。 (2)図のエネルギーギャップと混晶の組成比との関係から、最短レーザー発振波長とそのときの組成比xを計算せよ。

  • レーザの半値幅の波長変換

    すみません基本的な質問かもしれませんが、例えば波長780nmの半導体レーザでこのレーザの半値幅(周波数表示)が100MHzだった時、これは波長表示に変換するとどれくらいでしょうか?またその計算のしかたを教えてください、お願いします。

  • 夏場の直射熱、輻射熱

    今年のが暑かったせいか、地面からの距離によって輻射熱の影響が違うというのをニュースで見ました。 太陽からのエネルギーで地面が温められ、それが気温に影響している原理までは分かるのですが、 それを証明するための計算ができません。 たとえばアスファルト路面温度60℃、断面積1平方メートル、外気温35℃、地面からの距離1m、湿度60%の時の輻射熱のエネルギーはどう計算したらよろしいでしょうか。(空気の対流、風の影響は無視します。) またこの場合の直射日光の影響はどうなるでしょうか? 解答と一緒に計算するのに必要な定理、公式など教えていただけたら幸いです。 よろしくお願いいたします。

  • 熱を電気変換する半導体又は冷房用の半導体

    1.100度位の温度を、変換して電気を発生させる半導体 2.半導体に電気を加えて、温度を下げる(冷房) 異常のような半導体が有れば教えて下さい

  • 半導体レーザーの光の向き

    レーザーは原理上、光の向きは全て一定(平行光)であるはずですが、レーザープリンタなどで、半導体レーザーが発したレーザー光を、ポリゴンミラーに当てる前に、コリメータレンズで平行光にしなければいけないのはなぜなのでしょうか? 半導体レーザーが発する光は、元々平行光なのではないでしょうか? また、もし平行光でない場合、半導体レーザー以外のレーザーも同じように出力レーザー光は平行光とならないのでしょうか?

  • 半導体レーザー:端面での電界振動は定在波の腹or節?

    こんにちは、半導体レーザーに関して解決できずに困っている疑問があります。 お詳しい方、ご教授頂けないでしょうか。 活性層内において光が定在波を作り、レーザー発振しますよね。 ではその定在波が立つとき、その端面は定在波の腹になるのでしょうか、節になるのでしょうか。 つまり、自由端反射になるか、固定端反射になるかということになります。 以下、この疑問に到達した経緯を簡単に説明します。 これまで見てきた幾つかの本では、端面が定在波の節(固定端)であるとして説明されていました。 余り深く考えずにこれを受け入れていましたが、別の本にて以下の記述を見つけました。 「屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ入射する場合に波は固定端となり、 逆の場合が自由端となる。半導体レーザーの場合は、半導体の屈折率が 高いため、端面は常に自由端となり、ここでの電場振動は腹となる」 (参考まで:わかる半導体レーザの基礎と応用 平田照二著 CQ出版社) レーザーに関わらず、「屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ入射する場合に波は固定端となり、 逆の場合が自由端となる。」についてだけでも、ヒントを頂けないでしょうか。 一体どうしてそうなるのか自分だけではサッパリで、糸口が見当たりません。 どうぞ宜しくお願いします。