王亚妮,张 巍,迟国春,朱志雄

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

红外探测器与制冷机耦合有两种方式,直接耦合与间接耦合。直接耦合即探测器与制冷机冷头之间直接连接,这种耦合方式可以减轻系统的重量且能有效降低冷损。一般适用于耦合接触面积较小、一对一制冷情况。间接耦合为探测器与制冷机冷头之间采用柔性“冷链”进行连接[1]。这种耦合方式适用于超长线列红外焦平面组件与大冷量制冷机的耦合,或者一台制冷机对多个波段类型红外探测器。

超长线列红外焦平面组件采用直接耦合的缺点有以下三点:①超长线列红外焦平面组件冷平台的尺寸很大,直接耦合对耦合接触面平面度、平行度要求较高,加工难度大；②由于面积较大,探测器对温度均匀性要求较高,直接耦合会造成冷台面温度不均匀,且在制冷过程中由于热胀冷缩原理,极易造成耦合面脱开,导致探测器工作失效；③大冷量制冷机冷指振动较大,会对探测器成像质量造成影响。

因此,为了避免以上问题的发生,需要使用专用的冷链连接来实现探测器组件间接耦合。本文主要综合国内外制冷机研究现状对使用冷链技术进行间接耦合的方式进行了分析。

2 冷链应用

2.1 国内外应用情况

冷链耦合方式有很多种,文章主要针对六种作简单介绍,如表1所示。

表1 冷链耦合方式对比

美国HES项目组根据探测器组件在空间的结构形式,针对一台制冷机对应一个组件的制冷模式,设计了“S”型冷链方式为探测器提供冷量,这种结构能更有效地利用空间位置,应用灵活,是航天项目中值得借鉴的耦合方式。……