杂散光抑制是保证红外遥感数据定量化反演精度和图像质量的前提。为了抑制系统杂散光，利用点源透过率（PST）与杂散光系数（VGI）的函数关系计算了VGI，并分别用VGI和杂散比（NSR）作为指标对系统外部杂散光和系统背景辐射的抑制方法进行了研究。结果表明：采用冷光学设计能有效抑制系统背景辐射，此时系统工作的三个波段NSR从4.5以上降低至0.35以下。制冷机制冷是冷光学设计和探测器工作的基础，研究了杜瓦窗口和冷屏设计对VGI、NSR和制冷机功耗的影响，进而优化了窗口和冷屏的设计参数。拟合实验数据明确了杜瓦漏热与制冷机功耗的函数关系，提出了一种低制冷功耗和高杂散光抑制的冷屏设计，此时杜瓦漏热为1.7 W，制冷机功耗为103.72 W，系统的VGI从1.95%降低至1.92%，窗口的NSR下降了60%，满足项目要求。研究结果解决了低温光学设计、制冷机功耗和杂散光抑制等一系列问题，组件通过力学试验，已成功运用于某项目用光谱成像仪中。

为了实现大视场、高空间分辨率、高光谱分辨率的指标要求, 通常采用多模块拼接的技术方案, 实现超长线列的组件。通过两个热电致冷器的拼接实现120 mm长度的大冷面, 通过多个模块拼接实现4 000元长线列InGaAs短波红外探测器组件的封装。同时针对超长线列温度均匀性实现、拼接焦平面的共面性、拼接的工程可靠性开展研究, 通过热电致冷器的拼接、热分析、冷板材料的选择、零件公差控制及微调节等技术手段, 在工程上实现了超大冷面的温度均匀性控制在±0.4 ℃以内; 焦平面的共面性控制在±0.020 mm以内。封装的超长线列InGaAs短波红外组件通过了冲击和随机振动实验, 实验前后焦平面的共面性无明显变化, 实现了清晰的地面成像。

第二代地球静止轨道(GEO)气象卫星用于定量化气象预报, 中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个, 十四个波段中有八个是红外波段, 覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由三个组件来实现, 分别是短波双波段组件(MS-IR), 水汽双波段组件(WV-IR)和长波四波段组件(LW-IR)。 MS-IR组件内包含两个8×1 光伏型的MCT探测器芯片, 及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。 WV-IR包含两个4×1 MCT探测器芯片。 LW-IR包含两个4×1和一个4×2 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性, 如MS-IR 的D*可达1×1012 cmHz1/2 W-1。 WV-IR的 D*优于8×1010 cm·Hz1/2 W-1。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制, 即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试, 结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能, 如电性能, 芯片配准, 光学串扰和光谱响应。

在同一组件中多芯片多波段的应用中, 由于芯片的中心距越来越小, 导致某些相邻波段通常被集成制备到一个芯片上。为减小波段串扰, 本文针对一体化双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化展开研究, 通过制备一体化双波段芯片集成封装组件, 并通过波段间物理隔离、金属区物理遮盖等措施将两波段的光束隔离。测试结果表明隔离前后, 芯片间光谱串光现象有了明显改善, 波段间串扰从8%降到了4%以内, 光谱带外响应从65%降低至078%。为了避免低温工况下物理隔离条与芯片的热失配问题, 隔离条采用与芯片衬底完全一致材料。双波段芯片集成封装组件的高低温冲击试验表明, 其在有效抑制组件内串扰的同时, 也解决了组件内关键部件的热失配问题。

电阻阵列探测器规模已经达到256×256,红外景象生成器要求像素规模能够进一步提高,达到512×512及以上。空间低温动态场景模拟用512×512电阻阵探测器的极端功耗高达500 W,并且其工作温度为100 K的低温。设计了低温大功率电阻阵列的封装结构,并对该结构进行了热力学仿真分析与实验验证。电阻阵列探测器封装在内部为真空的壳体内,以液氮为循环介质的大冷量换热装置,探测器安装在换热装置的冷端上。仿真分析表明通过液氮可以实现探测器低于100 K的制冷;采用试验件对制冷性能进行了验证,验证结果表明设计可行、合理。

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件，其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量.评估探测器组件空间分辨能力时，常使用调制传递函数(MTF)，而不同的探测器组件结构与其 MTF直接相关.介绍了一套弥散斑直径为30 μm的红外小光点测试系统，采用扫描狭缝法测试不同结构红外探测器组件的MTF.测试结果表明叠层电极结构侧面存在的光响应会导致线扩散函数(LSF)展宽和次峰等现象，从而造成探测器组件MTF下降，同时0.17 mm和0.30 mm两种芯片和滤光片间距对于探测器组件MTF的影响甚微，该结果为红外探测器组件杂光抑制设计提供了参考.

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件, 其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量。评估探测器组件空间分辨能力时, 常使用调制传递函数(MTF), 而探测器组件光学串音是影响探测器组件MTF的主要因素。介绍了一套弥散斑直径为30 μm的红外小光点测试系统, 并用于测试不同结构红外探测器组件的线扩散函数(LSF)来评价组件的光学串音。测试结果表明: 叠层电极结构侧面存在的光响应会导致LSF展宽和次峰等现象, 该结果为红外探测器组件光学串音设计提供了参考。

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件，其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量。评估探测器组件空间分辨能力时，常使用调制传递函数(MTF)，而探测器组件的光学串音是影响MTF 的主要因素。介绍了一套弥散斑直径为30 μm 的红外小光点测试系统，采用扫描狭缝法测试不同结构红外探测器组件的线扩展函数(LSF)并建立相应模型进行模拟分析。理论模拟与实验结果一致,可以很好地解释叠层电极结构侧面的光响应产生的LSF展宽、左右不对称和次峰等现象，该结果为红外探测器组件杂光抑制设计提供了参考。

作为目标探测与成像系统的核心器件，红外探测器组件的空间分辨能力 会直接影响探测系统的成像质量。通常使用调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)对该能力进行评估。 而探测器组件的电学串音和光学串音则是影响其MTF的主要因素。利 用锁相系统测试了红外探测器组件的电学串音，同时用一套弥散斑直径为30 m的红外小光 点测试系统测试了红外探测器组件的线扩展函数(Line Spread Function, LSF)以评价其光学串音。测试结 果表明，11.5 ～ 12.5 m波段探测器的光学串音明显比8.0 ～ 9.0 m波段探测器的大。最后对测试结果进行了分 析，为红外探测器组件的光学串音设计提供了参考。