探测器采用浸没透镜结构的单元光伏芯片,工作波段为2.5~3.2 μm。采用储能焊TO9管壳封装,将二级热电致冷器、 热敏电阻、透镜结构的HgCdTe红外探测器封装为一红外探测器组件,组件可在室温至-50 ℃下工作,经过老炼、力学和热学环境适应性试验后,结果表明,HgCdTe红外探测器的零偏电阻(R0)变化率、探测器峰值电流响应率(Rλp,I)变化率和热电致冷器(TEC)的交流阻抗(R)的变化率均小于5%,探测器暗电流Id@-0.1V≤9×10-7A,探测器的漏率优于1×10-7 Torr·l/s,组件的密封性达到了航天要求。

使用傅里叶变换光谱仪(FTIR)测试甚长波宽波段(6.4~15 μm)红外探测器响应光谱的过程中,发现短波方向响应光谱异常。通过分步测试分析发现:探测器和放大器工作在非线性工作区导致某些情况下仪器信号发生饱和,引起了短波方向响应光谱畸变的现象。对FTIR测量甚长波宽波段(6.4~15 μm)红外探测器响应光谱的畸变现象进行了分析,认为探测器的响应时间是影响其响应光谱的重要因素,并通过试验确定了测试系统对不同探测器所设置的测试参数,消除了响应光谱畸变的现象,并提高了测试准确度。

研究了长波8~15 μm波段,阻值大于440 Ω MCT光导红外探测器,探测率在10 kHz,14 μm大于4×1010 cm·Hz1/2/W,在1 kHz和10 kHz中心频率下的噪声测试,中波5~8 μm红外光伏型InSb器件,探测率在25 kHz,8.26 μm大于1×1011 cm·Hz1/2/W,在1 kHz和255 kHz中心频率下的噪声测试,并对器件信号进行了测试。信号和噪声测试是在124A锁相放大器测试系统测试,对124A测试系统的不确定度进行了分析,并与动态信号分析仪35670A对器件在0~50 kHz频谱范围的噪声进行了测试和比较。实验结果表明,高阻值的光导器件在1 kHz和10 kHz中心频率下噪声相差约1.4倍,光伏型InSb器件在1 kHz和15 kHz中心频率下噪声相差约1.5倍,信号测试结果在1 kHz下和3 kHz中心频率下变化不超过3%。通过测试和比较,对高频下的测试给出了建议。

低温光谱是红外滤光片一项重要的考核参数,采用傅里叶光谱仪测试了红外滤光片在安装滤光片架前后的常温和85 K低温光谱,同时利用有限元分析方法模拟了85 K的红外滤光片安装滤光片支架前后的形变和应力,分析和比较了试验结果,为进一步优化红外滤光片的可靠性设计提供了参考。

搭建了一套适用于短波红外焦平面的相对响应光谱自动测试系统。系统测试程序在LabVIEW虚拟仪器开发环境下完成,具备光栅单色仪的控制、数据采集处理与存储等功能。系统采用单光路标准代替法实现了相对响应光谱的校准。测试了InGaAs短波红外线列焦平面,得到了每个像元校准后的相对响应光谱,提取了峰值波长、截止波长等参数在线列上的分布情况,实现了对焦平面全像元的相对响应光谱测试。