J-T制冷型紅外焦平面紅外探測(cè)器組件由探測(cè)器芯片、杜瓦和J-T制冷器三部分組成,在工程應(yīng)用中使用高壓氮?dú)饣驓鍤庾鳛楣べ|(zhì)氣體進(jìn)行制冷,一般要求在幾十秒時(shí)間內(nèi)快速達(dá)到要求溫度。制冷速度的快慢,一方面取決于制冷器本身的制冷性能,還取決于杜瓦冷頭的熱學(xué)性能,包括冷頭熱質(zhì)量和導(dǎo)熱效率。
杜瓦結(jié)垢作為紅外探測(cè)器的載體,給探測(cè)器芯片提供一個(gè)深低溫、高真空的工作環(huán)境,并決定了探測(cè)器組件與整機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械安裝接口。下圖1位一種J-T制冷型紅外焦平面探測(cè)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖,冷臺(tái)、框架、冷屏、濾光片和探測(cè)器芯片構(gòu)成了杜瓦冷頭結(jié)構(gòu),作為制冷器的熱負(fù)載,杜瓦冷頭的熱質(zhì)量和導(dǎo)熱效率直接關(guān)系著組件的制冷啟動(dòng)時(shí)間等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。
紅外探測(cè)器杜瓦組件的熱負(fù)載由靜態(tài)熱負(fù)載和杜瓦組件的冷端熱負(fù)載組成。
現(xiàn)在通過(guò)合理設(shè)計(jì)組件的排氣溫度和時(shí)間以及提高杜瓦真空室零件的光潔度等最大限度降低其輻射熱,使得微杜瓦的靜態(tài)熱負(fù)載已經(jīng)非常小。在杜瓦組件總負(fù)載中,組件的冷端熱負(fù)載對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間起到主要作用。