张阳 1,2,3莫德锋 1,2,3范崔 1,2,3石新民 1,2,3[ ... ]李雪 1,2,3
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
为满足拼接式超大面阵型红外探测器的空间应用需求，超大规模冷平台组件需要在低温下工作，冷平台支撑结构需要较高的刚度以满足组件的抗振动性能，又需要较高的结构热阻以降低其传导漏热。提出了对称式八杆结构作为冷平台支撑，该支撑结构采用新型的高强度、低热导率的氧化锆陶瓷材料。基于有限元软件分析了支撑结构的高度、安装倾斜角度、宽厚比和材料对于组件的模态基频、支撑结构热阻以及组件在30 g静力学载荷下的最大应力的影响，通过对比选取了其中一组参数设计了实际的测试组件，支撑的结构热阻达到了220 K/W，对组件进行了5~2 000 Hz的正弦扫频试验、总均方根为9 g RMS的XYZ三个方向的随机振动等力学环境试验，最终组件通过了空间环境适应性试验验证，组件的基频达到了560 Hz，并且测试结果与仿真结果趋势符合较好。结果表明：对称式八杆氧化锆支撑结构解决了超大面阵型红外探测器冷平台组件既需要高力学性能又需要低漏热的难题，满足工程化应用需求。
超大面阵红外探测器 支撑结构 杜瓦封装 冷平台组件 large format infrared detector support structure Dewar packaging cold platform 红外与激光工程
2023, 52(2): 20220445
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室,上海 200083
2 上海科技大学信息科学与技术学院,上海 201210
3 中国科学院大学,北京 100049
红外焦平面探测器在航空、航天、**等多个领域具有广泛应用。我国亟需发展大面阵、轻量化和高可靠性的红外焦平面探测器及其杜瓦组件。介绍了国内外红外探测器组件的冷平台材料选用情况,包括Fe-Ni膨胀合金、低膨胀高导热合金和新型陶瓷等。总结了红外焦平面探测器热失配应力的来源以及减小热失配应力的解决方案。最后给出了红外探测器研制过程中的冷平台材料选取建议以及在红外焦平面探测器组件发展趋势下需要重点研究的相关技术。
红外探测器 冷平台 低膨胀材料 infrared detector cold platform low expansion material
