天问一号矿物光谱仪短波红外焦平面制冷组件EI北大核心CSCD

根据“天问一号”火星矿物光谱仪短波红外探测组件小型化、轻量化、低功耗的需求,分析了红外探测器匹配性设计、集成式制冷机杜瓦适应性研制的难点。针对短波红外探测器高灵敏度、低温目标及多光谱探测需求的长积分时间模式的集成封装、抗大量级星器分离冲击等特点,提出了高信噪比探测器总体设计、具有噪声隔离和集成式冷平台结构设计、抗径向冲击的斜支撑结构设计等。解决了短波红外集成组件探测器低温下低热应力、长积分时间下干扰隔离、大量级力学加固、航天应用的高可靠性厚膜电路研制等关键技术。成功研制了短波碲镉汞探测器杜瓦制冷组件,并经过高低温循环、随机振动及机械冲击等严苛的空间环境热学力学适应性试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足火星矿物光谱仪工程化应用的要求。     

红外焦平面探测器光谱响应率测量方法分析

光谱响应率是红外焦平面探测器的重要参数,它决定了系统的整体性能和应用方向。在红外成像系统的研制过程中,必须准确地了解探测器的该项指标。分析了目前已有的红外焦平面探测器光谱响应率的测量方法,并对这些方法进行比较,找出其优缺点。     

红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算

介绍了红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算公式。分析并推导出了在理想相对光谱响应情况下,光子探测器及热探测器在受到器件窗口材料所限时g因子的计算公式。举例说明了光子探测器在理想相对光谱响应情况下g因子的计算结果,并与通过实际光谱相对响应计算得到的g因子值进行了比较,它们之间的典型偏差小于5%。因此在一般的红外焦平面器件性能参数测量中,可以通过用理想情况下的g因子值取代实际情况下的g因子值来计算峰值探测率等参数。这种方法相对简单和快捷,且不需要进行实际的相对光谱响应测量。     

非制冷红外焦平面探测器研究进展与趋势

描述了国外高光谱红外焦平面探测器组件的发展状况和工程应用情况,并介绍了国内高光谱红外焦平面探测器组件的研究进展。通过分析高光谱红外焦平面探测器的性能特点,提出了高光谱红外焦平面探测器方面的研究重点。     

红外探测器组件制冷参数分析

全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数,主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温精度、机械噪声、环境适应性和可靠性等,并结合工程实际应用,指出了红外探测器组件应用中斯特林制冷机选型要重点关注的问题以及红外探测器组件制冷参数设计方法,为更好地应用红外探测器组件提供参考。     

红外成像仿真系统目标/背景辐射能量计算

红外探测系统不仅能探测到的目标红外辐射,也探测到环境背景的辐射。红外制导半实物仿真系统在试验过程中,目标和部分环境背景辐射都进入参试探测器的视场内,而红外探测系统响应的是目标和背景的辐射通量差。根据红外辐射度学的基本理论,结合红外半实物仿真系统的光学系统结构和特性,计算了红外成像仿真目标与试验室环境背景在参试探测器像素的辐射通量差以及红外仿真小目标与环境背景在参试探测器入瞳处的辐射通量差,以便对仿真系统的能量进行定量地分析。     

数字化红外焦平面探测器光谱响应测试系统研究

随着数字化红外焦平面探测器的发展,为满足红外数字化红外焦平面探测器光谱响应测试的需求,利用传统的单色分光仪原理,借助Lab VIEW开发软件,采用Cameralink总线图像数据传输方案,研制了数字化红外焦平面探测器光谱响应曲线的测试系统。研究结果表明,本系统具有结构简单、抗干扰能力强、测试准确可靠的优点,解决了传统光谱测试设备不能对数字化红外焦平面探测器进行测试的问题。     

激光封口在非致冷型红外焦平面组件封装中的应用研究

与致冷型红外探测器相比,非致冷型红外探测器无需在系统中安装致冷装置,因此其尺寸较小、重量较 轻且功耗较低。为了完善非致冷型红外探测器排气后的封口工艺,并实现探测器组件的结构优化和高可靠性,提出了在高真空环境下利 用激光封口来封装非致冷型红外探测器的技术方案。试验表明,组件性能没有发生明显变化,满足工程化应用的要求。     

钛酸铋钠基铁电陶瓷的热释电性能研究进展

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

太周探测：从60年代四大天文发现说起(上)

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

多元长波碲镉汞探测器光谱与变温测试

为了满足空间红外多光谱扫描仪热波段对探测器光谱参数的特殊要求，采取了一些措施，测试分析了多元光导碲镉汞长波探测器的光谱响应及其变温光谱，画出了多元光谱曲线和不同温度下的典型光谱特性曲线，分析了测试精度。测试结果表明该探测器能满足空间应用的特殊要求。     

广角长波红外物镜环境适应性分析

长波红外物镜受应用环境的影响很大，环境温度的变化会引起物镜的离焦效应，振动环境对光学装调提出要求，为了验证广角长波红外物镜的环境适应性能，对长波红外物镜的温度适用范围进行了理论计算，并通过光学设计仿真在该温度范围内物镜的成像质量，实际光学装调中考虑到光学物镜抗振性能，经过实际成像与振动试验得到，在?驻t=±15°范围内和经过正弦对数扫描振动与随机振动试验后成像质量均良好,试验结果验证了长波红外物镜的环境适用性，该物镜能够满足空间使用的要求。     

星载光谱仪光路切换组件振动特性仿真分析

为研究星载设备在复杂力学环境下的振动响应特性, 利用有限元分析软件对光谱仪光路切换组件进行仿真分 析。首先根据星上载荷的力学环境试验条件, 通过谱形参数计算方法建立星上载荷输入谱密度激励曲线图。随后, 对 光路切换组件进行模态分析和随机振动分析, 得到激励谱条件下组件的振动响应结果和最大等效应力。强度校核计 算结果显示组件安全裕度为 1.57, 满足刚度和强度要求。最后, 对整机振动进行试验验证, 验证结果显示组件结构完 好, 且光学性能比照试验结果显示振动前后, 三个通道的卤素灯图像的成像范围、光谱强度特性等基本一致, 光路切 换组件无异常变化, 验证了仿真分析的可靠性。     

超长线列碲镉汞探测器组件的冷头结构设计

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。     

大规模红外探测器冷箱结构的优化设计

针对大规模红外探测器的封装需求,介绍了冷箱封装结构的设计方法和特点。根据不同类型的大规模红外探测器组件的用途和需求,对其封装结构、重量、热负载以及可靠性等进行了分析,并针对某型大规模红外探测器组件的封装结构开展了优化设计。以轻量化、低功耗为设计思路,采用有限元仿真工具对封装结构进行了优化设计,使其能够满足设计要求。     

红外焦平面探测器键合和剪切可靠性试验研究北大核心CSCD

红外焦平面探测器可靠性与生产研制工艺过程控制要求密切相关。本文对探测器的可靠性考核思路进行了分析,结合目前标准中可靠性试验存在的问题,对芯片和杜瓦组装过程中的引线键合强度、芯片剪切强度开展了试验研究,为指导红外焦平面探测器的研制生产、全面评价其质量和可靠性提供依据,为后续红外焦平面探测器的标准制修订工作奠定基础。     

红外增透膜湿热雨林气候环境适应性分析

随着军用红外光学仪器的发展,对红外光学镀膜元件耐环境性能的要求越来越高。以波段在8~12 μm的Ge、ZnS、ZnSe镀增透膜样品为对象进行红外增透膜湿热雨林气候环境适应性研究。以外观质量、重量、光谱透射比等为评价指标进行环境适应性评价,得出以下结果:经过3年湿热雨林气候环境试验,红外增透膜出现了不同程度损伤,损伤模式主要为变色和脱膜;随着试验时间的延长,变色越来越严重,变色区域越来越大;重量出现先减少后增加的现象,光谱透射比出现少量下降;经过3年的湿热雨林气候环境试验后,红外增透膜均已失效。     

Growth and characterization of n-type GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetector on GaAs-on-Si substrate

We present in this article device characteristics of molecular beam epitaxy grown GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetectors (QWIP) on a semi-insulating GaAs substrate and on a GaAs-on-Si substrate grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Important issues for QWIP application such as dark current, spectral response, and absolute responsivity were measured. We find that the detector structure grown on a GaAs-on-Si substrate exhibits comparable dark current and absolute responsivity and a small blue shift in the spectral response. This is the first demonstration of long wavelength GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetector using MOCVD grown GaAs-on-Si substrate and the performance is comparable to a similar detector structure grown on a GaAs substrate.     

石墨烯基碲镉汞复合材料技术研究

随着红外技术的发展,未来红外探测器向着mK或亚mK灵敏度红外探测系统方面发展,传统探测器已经很难满足需求,光电探测器的响应度亟待提高。主要基于石墨烯材料的独特能带结构、超高载流子迁移率、超宽光谱吸收的特性,结合碲镉汞光电探测材料的极高量子效率性能,研究了具有极高红外辐射响应度、超宽光谱响应范围的新一代石墨烯基复合红外探测材料。