La integración del sustrato del chip con microcanales es un tema de investigación globalmente avanzado, con ventajas revolucionarias en comparación con los disipadores térmicos microcanalizados de enfriamiento líquido tradicionales, y se ha aplicado con éxito en campos como el transistor bipolar con puerta aislada, mostrando un rendimiento térmico excelente. Con el aumento de la demanda de potencia de salida de chips láser semiconductores en grandes instalaciones científicas e industriales, la gestión térmica se ha convertido en un problema técnico clave. Las investigaciones tradicionales sobre enfriamiento de barras láser se centran principalmente en optimizar la estructura del disipador líquido, pero su capacidad de disipación está limitada por la resistencia térmica de la ruta de transferencia de calor. Para enfrentar este desafío, este estudio propone un diseño integrado de sustrato de chip con microcanales y una nueva estructura de flujo distribuido para la disipación térmica eficiente de chips láser semiconductores. Este diseño acorta significativamente la ruta de transferencia de calor y reduce la resistencia térmica, disminuyendo efectivamente la temperatura de la unión del chip y el flujo de refrigerante, proporcionando un soporte técnico importante para lograr chips láser de alta integración y alta disipación térmica. Los resultados muestran que la estructura de flujo distribuido propuesta supera el cuello de botella en el diseño de microcanales para sustratos de barras láser semiconductores, logrando un aumento de temperatura del chip ≤ 40 ℃ bajo condiciones de enfriamiento por líquido de 0,35 L/min a 20 ℃, y un factor de llenado óptimo de 0,25 a una alta densidad de flujo térmico de 1000 W/cm², con un aumento de temperatura del chip simulado de 30,52 ℃.

barras láser semiconductoras; enfriamiento líquido; microestructura de sustrato; disipación térmica integrada en chip