| 用于空间BIB探测器的0.3 W@4.2 K大冷量轻量化低温系统 |
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| 引用本文： | 褚晋简,刘少帅,王鹏,丁磊,肖云龙,殷旺,陈志超,沙鑫权,蒋珍华,吴亦农. 用于空间BIB探测器的0.3 W@4.2 K大冷量轻量化低温系统[J]. 红外与毫米波学报, 2023, 42(6): 883-894 |
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| 作者姓名： | 褚晋简 刘少帅 王鹏 丁磊 肖云龙 殷旺 陈志超 沙鑫权 蒋珍华 吴亦农 |
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| 作者单位： | 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049 |
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| 基金项目： | Supported by the Hundred Talents Program of the Chinese Academy of Sciences， the National Natural Science Foundation Projects （51806231）， the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences （XDB35000000， XDB35040102） |
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| 摘 要： | 大阵列BIB探测器由于其高量子效率和低暗电流而成为广泛的研究对象，特别是在空间应用方向。如2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜，它已经进行了许多重要的天文观测。一个稳定、高效、轻量化的液氦温区低温系统对BIB探测器的运行至关重要。氦节流制冷机可取代传统的大容积液氦杜瓦，能满足空间液氦温区的制冷要求。为了同时提高4.2 K的制冷量并减轻重量，提出了一种0.3 W@4.2 K的大冷量轻量化的4.2 K低温制冷系统。并且在现有0.1 W@4.1 K制冷量的低温系统上进行实验，验证了该系统的设计方法。在不同的冷却温度区采用不同的冷却方法，以实现冷却的高效性和轻便性。开发了一个新的集成斯特林制冷机，在80 K时提供高效的一级预冷，制冷量为15 W，重量仅为4.5 kg；二级预冷采用主动活塞调相的15 K脉管制冷机，制冷量为0.9 W。此多级低温制冷系统通过耦合氦气JT循环，可以在4.2 K时提供0.3 W的制冷量，输入功低于1.8 kW。此系统将为正在快速发展的红外天文观测所需的空间BIB探测器提供保障。
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| 关 键 词： | 低温系统 空间BIB探测器 斯特林 脉冲管 焦汤节流 液氦 多级制冷机 |
| 收稿时间： | 2023-03-08 |
| 修稿时间： | 2023-08-16 |
A 0.3 W@4.2 K high-capacity lightweight cryogenic system for space BIB detection |
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| CHU Jin-Jian,LIU Shao-Shuai,WANG Peng,DING Lei,XIAO Yun-Long,YIN Wang,CHEN Zhi-Chao,SHA Xin-Quan,JIANG Zhen-Hua and WU Yi-Nong. A 0.3 W@4.2 K high-capacity lightweight cryogenic system for space BIB detection[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2023, 42(6): 883-894 |
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| Authors: | CHU Jin-Jian LIU Shao-Shuai WANG Peng DING Lei XIAO Yun-Long YIN Wang CHEN Zhi-Chao SHA Xin-Quan JIANG Zhen-Hua WU Yi-Nong |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | cryogenic system space BIB detection stirling pulse tube JT liquid helium multi-stage cryocooler |
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