复杂外热流条件下红外探测器组件热设计

为实现在复杂外热流条件下对CO2探测仪红外探测器组件温度的有效控制,对其进行了详细的热设计。对红外探测器周围外热流进行分析,确定了其散热面位置。基于红外探测器所处空间热环境以及自身高功耗、低热控指标的特点,提出热设计方案。对红外探测器组件有限元模型进行了热分析计算,得到各个转角姿态下的红外探测器组件的温度范围为-31.8~-26.9℃,计算结果满足设计要求。通过CO2探测仪热平衡试验对热设计进行了验证,试验中红外探测器组件的温度范围为-32.6~-30.1℃,试验结果与计算结果基本一致,满足热控指标要求,说明热设计方案在复杂外热流条件下合理可行,具有较好的适应性。     

硫化铅探测器用温差致冷器控制电路的设计与调试

本文叙述了一种基于在温差致冷器中流过反向电流时冷结与热结可逆原理的双向比例-积分-微分调节电路。探测器温度设定值为30℃,最高环境温度可达50℃。用临界比例度法调整PID调节器参数。实验用探测器随环境温度的变化可降低10倍,克服其缺点可期望获得更多改进。     

GLG6型低衰减骨架式六芯光缆

本光缆适用于数字或模拟信号传输系统,适应多种敷设条件,包括管道、架空、室内及野外地面敷设,无金属光缆更适合于抗电磁干扰环境中使用。光缆适用于下列条件:环境温度:-30°～+60℃相对湿度.98%(40℃)安装敷设最低温度:-15℃     

用一种非晶软磁薄膜为芯制成的磁探测器的分辨率研究

以两根非晶软磁薄膜条(0.0251.060mm3)为芯绕成差分复绕初级和次级线圈的探测器具有良好的磁敏感特性和温度特性。试验表明,这种非晶软磁薄膜为芯的磁探测器次级输出的倍频信号电平与外界磁场具有良好的线性关系。其磁分辨率可达10-1010-11T,而且在－40℃120℃的温度范围内,温度系数为0.05﹪/℃。其磁分辨率随芯的长度变长而变高,而与芯的厚度和宽度在一定的范围内基本无关。这种探测器同多晶软磁薄膜为芯的探测器相比较,具有体积小,稳定性好,耐用及温度特性好的优点。     

基于伪随机码调制和单光子计数的光纤激光测距研究

开展了基于伪随机码调制和光子计数的1550 nm光纤激光测距技术研究,研制了一套测试实验系统。为了克服常规InGaAs单光子探测器由于抑制后脉冲而导致的探测速率低的问题,系统采用离散放大光电探测器作为单光子探测器件,单光子探测速率可达100 MHz。在室温,偏置电压53 V,伪随机码序列长度81.91μs时,系统探测灵敏度可达-83.6 dBm。在不同信号功率及伪随机码序列长度情况下,对系统性能进行了测试。在伪随机码序列长度163.83μs,信号平均功率-78.6 dBm时,系统测距精度可达12.7 cm。根据实验结果,推算出一套星载条件下的系统参数。     

温度对电缆分配系统的影响和对策

我国北方高寒地区冬季温度最低可达 - 4 0℃ ,而夏天在阳光直射下 ,电缆的温度高达 50℃ ,高低极限温差 90℃。在这些地区支干线路虽然只有几级放大 ,但由于环境温差过大 ,电缆的衰减和斜率变化对有线电视系统的载噪比 (Ｃ/Ｎ)、载波复合三次差拍比 (Ｃ/ＣＴＢ)等指标的影响不容忽视 ,在设计时要有相应的对策。1　温度变化对电缆衰减量和斜率变化的影响电缆的温度系数一般取 2‰ /℃ ,计算时以常温2 0℃为基准来计算衰减量和斜率变化。例如 ,绥化市冬季最低温度为 - 4 0℃ ,夏天阳光直射下电缆温度为50℃ ,以电长度为 30ｄＢ、频带宽度 750…     

长波红外制冷型光学系统超宽温消热差设计

采用光学被动式无热化设计方法,给出了针对长波红外制冷型光学系统的一个设计实例.该系统采用了576元线列探测器,相比于以往288元线列探测器而言,在相对孔径、焦距等参数不变的条件下,视场扩大了一倍.该系统F数为1.6,焦距100 mm,视场9.2°,实现了100%的冷光阑匹配.设计结果表明,该系统在-50℃～+90℃的宽...     

倒装焊芯片封装微通孔的一种失效机理及其优化方法

随着晶圆工艺节点的发展,封装集成度越来越高,封装有机基板的线宽和线距逐步减少,微通孔的数量增加,微通孔的孔径减少。球栅阵列(BGA)封装有机基板的微通孔失效一直是影响高性能和高密度芯片封装可靠性的主要问题。针对有机基板微通孔失效的问题,通过温度循环可靠性试验、有限元分析方法、聚焦离子束、扫描电子显微镜以及能谱仪等表征手段,系统研究了-65℃～150℃与-55℃～125℃500次温度循环加载条件下倒装焊的失效模式。结果表明,在-65℃～150℃温度循环条件下,有机基板微通孔由温度循环疲劳应力而产生微通孔分层,仿真表明-65℃～150℃下基板平均等效应力增加约8 MPa;通过改善散热盖结构,等效应力降低了21.4%,且能通过-65℃～150℃500次温度循环的可靠性验证,满足高可靠性的要求。     

科学级紫外CCD电路系统设计

为了获取高质量高帧频紫外图像数据,设计了一套基于科学级紫外CCD的成像电路系统。整个系统以E2V公司CCD57-10图像探测器为核心,以Microsemi公司低功耗FPGA—A3PE3000L为逻辑控制单元进行展开。首先,给出了系统的总体设计方案,分析了CCD57-10 的工作特性,并设计了一套性能可靠的硬件电路系统;分析了CCD探测器的时序关系并确定了详细的时序参数,在不影响探测能力前提下,为了提高系统帧频,设计上采用了CCD开窗工作模式;通过优化时序设计,在FPGA内完成了不同曝光时间工作模式的自适应。实验结果表明,系统在200KHz读出频率,256*256开窗条件下,帧频可达3f/s,读出噪声低至10个电子,具有较好的性能。成像系统性能稳定、可靠性高,设计理念具有较好的可扩展性。     

碲镉汞红外探测器高低温循环特性研究

由于卫星长寿命的要求与机械制冷机有限寿命的矛盾,制冷机必须采用间歇式工作模式,因此星载碲镉汞红外探测器在太空中工作会经受从常温(20℃)到低温(-173℃以下)的成千上万次的温度循环,这给红外探测器带来了新的可靠性问题.本文介绍了自主研发的高低温循环试验系统,液氮致冷,温度循环范围为295K到100K.利用试验系统对两种型号的红外探测器组件进行了温度循环试验可靠性研究,测试和统计了循环试验前后的电阻、信号和噪声变化,针对具体试验结果做了分析和解释,为器件的工艺研发和改进提供了参考.     

四象限探测器的跟踪与通信复合探测技术

针对空间激光通信系统小型化设计的需求,提出了使用雪崩二极管(APD)型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案,用以降低通信系统的体积和功耗,提高光能量的利用率。简述了系统总体方案的组成与工作原理,在室内搭建测试平台,对跟踪与通信复用模式下的数据采集、通信速率、极限灵敏度、跟踪精度等探测性能进行测试。结果表明:采用靶面直径为4mm的APD型InGaAs四象限探测器,在曼彻斯特编码、强度调制/直接探测条件下,通信速率可达10 Mb/s,探测灵敏度为-35.4dBm,误码率为10~(-6)。当光斑直径为四象限探测器光敏面直径的一半左右时,光斑位置检测的最小分辨率为2μm,探测范围可达0.8 mm,角分辨率为0.8μrad。初步验证了使用APD型四象限探测器用于跟踪与通信复合探测技术的可行性,为空间激光通信系统小型化设计提供技术支持。     

基于ADN8831实现红外单光子探测器的精密温度控制

分析了在红外通信波段对量子密钥分配的达到最好的探测效率和最小的暗计数,存在一个最佳工作温度;而且探测器噪声对温度相当敏感.介绍了基于ADN8831控制器控制半导体热电制冷器来实现红外单光子探测器的精密温度控制的方法.给出了ADN8831芯片的特点和应用电路.实验表明该电路控制精度可达±0.01℃.利用此精密温控电路来改变InGaAs/InP雪崩光电二极管的工作温度,得到几组不同温度下光电流、暗电流-电压特性曲线.     

碲镉汞红外探测器高低温循环特性研究

由于卫星长寿命的要求与机械制冷机有限寿命的矛盾，制冷机必须采用间歇式工作模式，因此星载碲镉汞红外探测器在太空中工作会经受从常温(20℃)到低温(-173℃以下)的成千上万次的温度循环，这给红外探测器带来了新的可靠性问题。本文介绍了自主研发的高低温循环试验系统，液氮致冷，温度循环范围为295K到100K。利用试验系统对两种型号的红外探测器组件进行了温度循环试验可靠性研究，测试和统计了循环试验前后的电阻、信号和噪声变化，针对具体试验结果做了分析和解释，为器件的工艺研发和改进提供了参考。     

碲镉汞红外探测器高低温循环特性研究

由于卫星长寿命的要求与机械制冷机有限寿命的矛盾，制冷机必须采用间歇式工作模式，因此星载碲镉汞红外探测器在太空中工作会经受从常温（20℃）到低温（-173℃以下）的成千上万次的温度循环，这给红外探测器带来了新的可靠性问题。本文介绍了自主研发的高低温循环试验系统，液氮致冷，温度循环范围为295K到100K。利用试验系统对两种型号的红外探测器组件进行了温度循环试验可靠性研究，测试和统计了循环试验前后的电阻、信号和噪声变化，针对具体试验结果做了分析和解释，为器件的工艺研发和改进提供了参考。     

一种实用的大频偏调频振荡器

介绍实用小型11.5MHz调频振荡器,它在调制线性度小于3％的条件下频偏可达200kHz;在-40～+50℃的环境温度下,其频率稳定度可达±3×10~(-3)。本文给出了其设计原理、构成及测试结果。该振荡器线路简单、体积小、性能稳定可靠,目前已成功地应用于某通信设备中。     

光电探测器的电噪声及其应用

电噪声检测方法正在成为一种无损的电子器件可靠性表征手段,而人们对其在光电探测器方面应用的研究还较少.本文在总结光电探测器电噪声类型及产生机理的基础上,分析了光电探测器与电噪声相关的各项性能参数.电噪声不仅是影响光电探测器性能的重要物理量,而且与光电探测器材料缺陷、界面缺陷及深能级陷阱存在相关性.构造的适当噪声参量可以表征光电探测器中的上述缺陷.与电噪声相关的缺陷往往是导致器件失效的因素,借鉴电噪声用于金属-氧化物-半导体场效应晶体管质量和可靠性表征的方法,本文提出了电噪声在表征光电探测器质量和可靠性方面的应用.     

InGaAs/InP单光子探测器的研制

InGaAs/InP单光子探测器是量子密钥分配系统中的重要器件,为了实现InGaAs/InP单光子探测器的国产化,本文采用国产元器件研制了一种InGaAs/InP单光子探测器,包括雪崩二极管、单片机模块、温控模块、偏置电压模块、门控信号模块和小信号处理模块,编写了程序。实验表明,在100 MHz门控条件下且制冷温度为-45 ℃时,探测器的最大探测效率约为25 %,当探测效率为10 %时,暗计数率约为5.8×10-6/ns,后脉冲率仅为1 %。本文研制的单光子探测器能够满足国产仪器设备的要求,对保障我国重点领域信息数据的安全具有显著的价值。     

一种新颖全差分光电集成接收机的标准CMOS实现

提出一种新颖的全差分光电集成接收机,它包含了全差分光电探测器和相应的差分接收电路,其中全差分光电探测器的作用是实现入射光信号到全差分光生电流信号的转换.采用特许3.3 V、0.35μm标准CMOS工艺,实现了一种相应的宽带、高灵敏度全差分光电集成接收机.测试结果表明:对于850 nm的入射光,集成全差分光电探测器的差分跨阻前置放大器(TIA)的工作速率可达到500 Mbit/s,而整个光接收机的带宽则达到了1.098 5 GHz;在10-12的误码率条件下,灵敏度可达到-12.3 dBm.     

高可靠性PIN光电探测器底座封装技术

PIN探测器因其响应速度快,约10~(-7)秒;低偏压下漏电流低,约在10~(-10)A数量级;响应频带宽等诸多优点在光纤通信、光纤传感等领域应用广泛。但是日前已用的PIN探测器普遍存在一个缺点:由于其封装的引脚纤细,使用可靠性较差,不易焊接,加之PIN探测器价格昂贵,如何设计高可靠性的封装已经成为亟待解决的问题。     

Al2O3陶瓷上金刚石膜生长工艺优化及α粒子响应

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在氧化铝陶瓷衬底上沉积金刚石膜,并制作梳状电极的α粒子探测器.通过优化薄膜生长条件,发现酒精浓度为0.8%、沉积温度为850℃时,金刚石薄膜的介电常数最接近单晶金刚石膜,X射线衍射、喇曼光谱及扫描电子显微镜测试表明金刚石膜的质量较好.探测器的FV测试结果表明暗电流在10-8～10-7A之间,α粒子(241Am 5.5MeV)辐照下电流为10-5～10-4A.