Как добиться охлаждения в охлаждаемых инфракрасных детекторах

Охлаждаемые инфракрасные детекторы обычно относятся к детекторам, изготовленным с использованием фотонного эффекта между полупроводниковыми материалами. Фотоэлектрический эффект требует, чтобы полупроводник был охлажден до более низкой температуры (обычно 77 К) для достижения функции детектирования, поэтому инфракрасный детектор необходимо использовать в сочетании с криоохладителем. В настоящее время к отечественным охлаждающим инфракрасным детекторам в основном относятся MCT, T2SL и т.д.

Когда инфракрасное излучение попадает на детектирующий элемент, оно может возбуждать носители заряда в элементе, тем самым генерируя электрический ток. Однако из-за короткого срока службы носителя для обеспечения чувствительности и разрешения детектора требуется система охлаждения для охлаждения компонентов обнаружения до низких температур, что может эффективно снизить воздействие теплового шума. В этой холодильной технологии обычно используются хладагенты, такие как жидкий азот, холодильники и т. д.

Охлаждение жидким азотом перфузионного типа Дьюара использует низкотемпературные характеристики жидкого азота для достижения охлаждения, но срок службы жидкого азота короткий, стоимость высокая, а требования к эксплуатации также очень строгие.

Холодильный механизм использует принцип изоэнтропийного расширения газа и использует поршень детандера для вывода механической энергии. После расширения внутренняя энергия газа увеличивается, что, в свою очередь, расходует внутреннюю работу самого газа на компенсацию, вызывая значительное падение температуры после расширения. Например, линейный криогенный охладитель Стирлинга LS734, разработанный GSTiR, обладает такими преимуществами, как низкое энергопотребление, короткое время охлаждения, срок службы до 25 000 часов и гибкая компоновка.

Вслед за линейным криоохладителем Стирлинга компания GSTiR также прочно закрепилась в области традиционных низкотемпературных холодильников. Например, вращающийся интегральный криоохладитель Стирлинга и ротационный разрезной криоохладитель Стирлинга были запущены в серийное производство.

• Previous: Тепловая чувствительность модулей инфракрасных камер
• Next: Применение инфракрасных технологий в области пожаротушения