提升红外焦平面探测器杜瓦组件的贮存寿命北大核心CSCD

杜瓦内真空度退化和芯片盲元增加是影响红外焦平面探测器杜瓦组件贮存寿命的两大方面。杜瓦组件的排气策略直接关系到红外红外探测器杜瓦的真空寿命和红外芯片的贮存寿命,是影响红外探测器杜瓦组件可靠性的关键。本文以杜瓦放气率测试技术为依托,结合杜瓦组件在贮存环境下的退化规律和模型预测杜瓦贮存寿命。最后,综合平衡排气温度/时间对杜瓦真空寿命及芯片盲元损耗的影响,提供一种实现红外芯片和杜瓦真空同时失效的技术途径。     

快速评价微杜瓦真空寿命及应用北大核心CSCD

微杜瓦内置吸气剂是一项关键技术,使红外微杜瓦内部长期维持高真空状态,保证红外探测器组件全寿命周期内可靠工作。采用传统方法预测微杜瓦真空寿命不仅耗时,而且难以及时指导微杜瓦设计和技术改进。通过分离影响杜瓦真空寿命的核心因素:贮存温度和吸气剂用量,采用单因素实验的方法评价微杜瓦真空寿命,实现真空寿命的快速评价。结合内置吸气剂的杜瓦高温贮存实验,预估室温下真空寿命。另外,采用杜瓦内置真空规技术,极大地缩短了内置吸气剂杜瓦的高温贮存试验时间,为微杜瓦的吸气剂用量配置和技术改进提供及时的信息资源。     

快速评价微杜瓦真空寿命及应用

微杜瓦内置吸气剂是一项关键技术,使红外微杜瓦内部长期维持高真空状态,保证红外探测器组件全寿命周期内可靠工作。采用传统方法预测微杜瓦真空寿命不仅耗时,而且难以及时指导微杜瓦设计和技术改进。通过分离影响杜瓦真空寿命的核心因素:贮存温度和吸气剂用量,采用单因素实验的方法评价微杜瓦真空寿命,实现真空寿命的快速评价。结合内置吸气剂的杜瓦高温贮存实验,预估室温下真空寿命。另外,采用杜瓦内置真空规技术,极大地缩短了内置吸气剂杜瓦的高温贮存试验时间,为微杜瓦的吸气剂用量配置和技术改进提供及时的信息资源。     

高温工作型红外探测器杜瓦漏热分析与测试

基于高温工作型红外探测器杜瓦组件的发展趋势,对影响杜瓦漏热指标至关重要的传导漏热和辐射漏热作了分析,提出杜瓦设计改进的方法。概括了杜瓦漏热测试的常规方法,并分析其在高工作温度杜瓦漏热测试方面的缺陷。采用真空保护量热法,实现高工作温度型杜瓦组件漏热的可靠测试,推动第三代红外焦平面探测器组件的发展。     

战术武器用红外探测器免维护高可靠性研究

许多情况下,全寿命周期维护问题是战术武器装备非常关心的任务指标,由于红外探测器的真空和制冷器需要经常维修的时候,维护成本和寿命成了突出矛盾,研究机载武器系统、弹载武器系统应用的高可靠性红外探测器,会突破战术武器全寿命周期免维护应用方面的技术瓶颈。研究内容涉及应用环境条件、维修性、寿命、成本优化的量化指标分析。研究成果提高了探测器对于恶劣环境的适应性,减少了产品的复杂多样性,更新了技术水平。本文叙述了集成杜瓦制冷器探测器组件(IDDCA)的可靠性,介绍免维护高可靠性探测器生产过程及其改进思路。     

红外探测器杜瓦瓶的加温烘烤与残气分析

一、引言近年来,随着红外技术的发展,如何研制出高性能和高寿命的红外探测器已日益受到人们的重视。为了提高红外探测器的探测率,光电型红外探测器一般都在一个很低的温度下工作。如啼镉汞(HgCdTe)红外探测器就被封装在一只特制的内壁镀银的杜瓦瓶夹层中。工作时,杜瓦瓶内充入液氮,使探测器工作在液氮温度下。杜瓦瓶夹层被抽真空。抽真空的作用是:(1)使液氮的蒸发速率减慢,探测器工作时间增长;(2)避免探测器窗口结霜,影响探测器性能;(3)避免不良气体对探测器的沾     

空间用3 W@80 K脉冲管制冷机实验研究

为冷却某空间用红外探测器,研制了一台斯特林型脉冲管制冷机。该制冷机为单级同轴型结构,整机重量4.5 kg,设计寿命5年。系统介绍了脉冲管制冷机系统结构及实验装置,测试了制冷机性能及其与杜瓦耦合后的降温特性曲线,实验结果表明,脉冲管制冷机在80 K可提供0—3 W制冷量,比卡诺效率11%,其制冷量可充分满足杜瓦组件的低温和长寿命的工程需求。     

基于材料放气特性的杜瓦真空失效时间研究

杜瓦真空失效的两类模式是漏气和材料放气。漏气是导致杜瓦真空早期失效的主要原因,可通过工艺控制手段解决真空短命问题,材料放气是制约长寿命杜瓦真空寿命的根本原因。杜瓦放气特性是进行杜瓦真空失效时间计算的基础,建立杜瓦材料放气特性的合理测试方法成为评估杜瓦真空失效时间的关键。本文分析了小孔流导法和压强上升法测试杜瓦放气特性存在的固有问题,提出了进行杜瓦放气量测试的合理方案。杜瓦放气量测试是杜瓦真空可靠性研究的有效手段。杜瓦的放气特性不仅可用于杜瓦真空失效时间的评估,而且可用于计算杜瓦真空加速寿命试验的加速因子。     

红外探测器真空封装的初步研究——质谱分析技术在红外光电器件中的应用

本文报导了利用四极质谱仪对红外器件真空层残气质谱分析的结果,并用它得到器件热脱刚处理工艺条件。光电导红外器件的烘烤温度可达105℃。并认为密封环境、镀银工艺的控制、消气剂设置都是重要的。随着红外应用技术的迅速发展,作为红外仪器心脏部分的探测器件,其性能的可靠性和稳定性越来越引起制造者和用户的关注。以往我们比较重视光敏元件本身的性能而对真空封装用的杜瓦瓶并不那么重视。但在实际使用中杜瓦瓶的地位并不亚于光敏元本身。在国外,许多研制生产红外探测器的厂商都将半数以上的研究技术力量投入封装和可靠性工艺。本工作的根本目的,是使工作在低温(77K)的玻璃杜瓦瓶贮LN_2的时间尽量长,即要求杜瓦瓶的真空绝热性能特别好,所以本工作归根结蒂是一个解决高真空的绝热问题。根据一般气体的脱附的弗兰克尔公式: T=T_0exp((Ed)/(RT))温度和脱附时间是反比的指数关系,因此烘烤温度无疑是影响残气脱附最重要的因素。需要指出的是:我们的红外器件目前还经不起较高温度的烘烤,这是由化合物材料自身的性能所决定的。这样,上述的问题就演变成一个“在有限烘烤温度下的高真空获得”的问题。本文,将主要运用对残气质谱分析的方法对真空封装工艺进行深入的研究,至于其它问题,后面的讨论部分作进一步的论述。     

红外焦平面阵列盲元检测算法

为提高红外焦平面阵列盲元的定位精度,分析了盲元的产生机理,指出了探测器所处环境温度对探测元的探测能力以及焦平面阵列的盲元数量和位置分布的影响,提出了一种考虑环境温度差异的红外焦平面阵列盲元检测算法,精确定位了不同温度范围内的盲元位置.实验结果表明,该算法可将随环境温度改变而改变的盲元位置信息准确检测出来.     

用于微光探测器的天文杜瓦

综述了天文用ＣＣＤ微光探测器对天文杜瓦的要求，介绍了研制的ＴＷＤ型杜瓦的特点和试验情况。试验结果表明，在无探测腔时，Ⅱ型和Ⅲ型杜瓦容器的技术指标分别达到：有效容积２．５Ｌ和１．２５Ｌ；质量２．０５ｋｇ和３．０２ｋｇ；液氮保存期１１０ｈ和１１６ｈ。真空寿命达２年以上。接探测腔后，Ⅱ型杜瓦液氮保存期为４０ｈ；ＣＣＤ冷盘温度可达到－１００～－１２０℃。     

红外探测微型杜瓦用环氧玻璃钢材料导热系数的测定

红外探测微型杜瓦是一种能满足红外光敏元件在低温及真空环境下有效工作的重要装置,杜瓦的绝热性能直接关系到上探测元件的工作温度和工作时间,这也是杜瓦性能的主要考核指标,这种微型杜瓦的制造材料是添加了一层铝箔的环氧玻璃钢。实验测定了这种环氧玻璃钢材料的导热系数,以及实验研究了铝箔添加层的厚度与所处位置对导热系数的影响。     

航天应用的制冷机系统

介绍冷却４×２２ 元 Ｈｇ Ｃｄ Ｔｅ 红外探测器的集成组件的斯特林制冷系统。这是一种单级的牛津型的斯特林制冷机。其特点是采用膜片弹簧支撑、音圈电机驱动、差动变压器的位移传感器和间隙动密封技术。制冷机的最低制冷温度４３ Ｋ, 降温时间２０ ｍ ｉｎ, 其压缩机功耗约３０ Ｗ。制冷机系统采用双机屏蔽轴向对置排列, 以减小系统机械振动和对探测器的电磁干扰。制冷机通过柔性冷链（汇流排）冷却红外探测器组件。系统在８０ Ｋ 时对探测器提供的冷量大于３０ ｍ Ｗ,制冷机功耗４５ Ｗ。冷链温差为２５ Ｋ, 探测器等效温度灵敏度０２ Ｋ。     

基于退化轨迹的真空玻璃寿命预测

真空玻璃是近年来兴起的一种保温材料,它多被用于建筑物的门窗,相比较于普通玻璃、中空玻璃等,它具有更好的保温性能。真空玻璃的使用寿命是真空玻璃应用的一个重要指标,由于真空玻璃出现时间较短,现阶段并没有通过实际测量得到的寿命数据。本文利用真空玻璃性能退化数据来评定真空玻璃的寿命。通过实验检测得到真空玻璃退化数据,利用退化数据对真空玻璃保温性能随时间广义变化的过程进行建模,建模过程中采用幂律退化模型,得到真空玻璃保温性能退化轨迹,并取阈值,预测得到真空玻璃寿命。实验证明,该建模预测过程准确有效,能够得到真空玻璃寿命的一个预测值。     

气液热开关液氮输送装置

红外光电设备需用高性能的光电型红外探测器。光电型红外探测器的探测率随着工作温度的降低而提高,从而需要备有稳定可靠的制冷器,为高性能的红外器件HgCdTe、InSb提供所需约77K的工作温度。用低温杜瓦容器灌注液氮就可为红外光电器件提供稳定且无振动的这一深低温工作条件。现     

空间行波管专用排气工艺极高真空系统的研制

空间行波管广泛应用于通信卫星、雷达卫星和定位导航等领域,极高真空的获得与维持是空间行波管高可靠性和长寿命的关键,因此研究极高真空烘烤排气系统具有重要意义。极高真空的获得需要在专用真空排气设备上进行,真空排气工艺是微波真空电子器件制造工艺中最重要的一种技术。极高真空的获得和维持涉及多种技术,包含材料的选择、真空室的设计、真空泵的选择、极高真空的获得和测量、真空除气、高灵敏度真空检漏技术和残余气体分析技术等。本文介绍了空间行波管极高真空系统工艺设备研制过程及其在科研生产中的应用。该真空系统实现了空载真空度优于1×10^-9Pa,多路带载真空度优于5×10^-9Pa,对超高真空、极高真空的获得和真空排气设备制造工艺及应用等具有一定的参考价值。     

空间摆动电机固体润滑轴承寿命试验研究

为验证红外地球敏感器标定组件摆动电机固体润滑轴承设计寿命是否满足在轨10年的指标要求,对2套标定组件进行了地面真空寿命试验验证。寿命试验结束后对标定组件性能进行复测,并对轴承内外圈滚道、滚珠表面进行扫描电镜和能谱仪元素成分分析。测试结果表明,标定组件寿命试验期间运行正常,电机电流稳定在0.16～0.18 A,摆动电机累计运行寿命超过10年。轴承显微分析结果表明,轴承内外圈滚道、滚珠表面状态良好,无明显点蚀、磨损现象产生,轴承内外圈运动副表面均含有MoS_2润滑膜,表明固体润滑状态较好。标定组件寿命试验结果验证了固体润滑方式可满足摆动电机轴承10年寿命要求,可为其它采用固体润滑微小轴承的空间摆动式转动部件长寿命设计提供参考依据。     

40T混合磁体外超导磁体杜瓦真空系统设计

根据40 T稳态混合磁体外超导磁体杜瓦对真空的要求,对杜瓦真空系统进行了设计计算,计算结果如下:杜瓦真空系统包括粗抽泵机组和主泵机组,其中粗抽泵机组由两套ZJ-70罗茨泵和2XZ-15直联式旋片真空泵组成,可将杜瓦真空抽至1 Pa;主泵机组由两套F250/1500涡轮分子泵和2X-30旋片式机械泵串联组成,可将杜瓦真空...     

HT-7U超导托卡马克装置低温杜瓦的真空问题

分析了HT－7U大型全超导托卡马克装置低温杜瓦内的真空状况，对影响真空指标至关重要的磁体主机氦泄漏漏率作了计算，介绍了在试验杜瓦成功实现超导磁体正常运行的真空调试与检漏实践。     

斯特林制冷机静态真空系统设计与试验

静态真空是星载斯特林制冷机在地面进行各项性能试验的必备条件,它主要由杜瓦和真空保持系统组成。主要介绍斯特林制冷机杜瓦和真空抽气系统的设计。通过试验证明,该系统能够满足斯特林制冷机进行性能试验所需的真空条件。