随着大规模线列探测器不断实现空间应用，具有大范围、高分辨率红外扫描探测与目标捕获能力的超长线列拼接探测器的应用需求变得越来越广泛。超长线列碲镉汞红外探测器组件的阵列规模及几何尺寸较大，导致探测器冷头结构的低温热失配问题被放大。为获得满足低温可靠性及严苛成像需求的冷头结构，开展了相关冷头结构设计优化方法研究以及获取实物的试验验证工作，并通过试验验证工作证明本研究采用的结构设计优化方法适用于复杂的大尺寸冷头结构设计。

随着航天技术对更大视场、更高分辨率的需求，线列红外探测器规模越来越大，传统的制冷机与红外探测器单点耦合方式，已经无法满足超长线列红外探测器芯片温度均匀性的要求。结合国内外多家研究单位的设计及试验情况，对各类柔性冷链进行了对比分析，从热学性能及力学性能出发，总结了各类柔性冷链设计的特点及其适用性。

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。

针对拼接型短/中波的超长线列焦平面探测器与直线脉管集成耦合的要求,分析了超长线列焦平面杜瓦封装的难点。通过对超长冷平台的温度均匀性、超长冷平台支撑结构、大体积组件杜瓦低热负载、超长线列杜瓦真空寿命等封装技术进行研究,提出了多点“S”型冷链结合导热层的三维热输出方法, 设计了“桥式”两基板的超长冷平台支撑结构, 解决了超长冷平台高温度均匀性、集成探测器后低应力及焦深控制、超长线列探测器杜瓦组件的环境适应性、低热负载和长真空寿命等关键技术, 成功研制超长线列双波段焦平面探测器制冷组件, 并通过一系列空间环境适应性试验验证, 试验前后组件性能未发生明显变化, 满足工程化应用的要求。