采用低溫集成技術(shù)對(duì)紅外光學(xué)組件進(jìn)行降溫,是降低其背景熱噪聲、提高紅外探測(cè)靈敏度的最有效措施之一。本文以空間載荷冷光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)載冷光學(xué)系統(tǒng)為研究對(duì)象,開展了冷光學(xué)低溫系統(tǒng)集成若干關(guān)鍵技術(shù)研究,并通過(guò)專項(xiàng)和系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)以及與在軌實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證了冷光學(xué)低溫集成熱設(shè)計(jì)和低溫集成熱分析的可行性、準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)空間紅外載荷冷光學(xué)系統(tǒng)200K工作溫區(qū)制冷需求,以及系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)壽命、低振動(dòng)的使用要求,選擇輻射制冷器作為冷源,低溫槽道熱管和柔性冷鏈作為冷量傳輸單元,解決冷源與冷光學(xué)組件分離式布局和柔性冷量傳輸?shù)男枨�。開展了“輻射制冷+低溫槽道熱管+柔性冷鏈”的低溫集成系統(tǒng)制冷及冷量傳輸方案和低溫集成熱設(shè)計(jì)和熱分析相關(guān)工作。針對(duì)機(jī)載平臺(tái)冷光學(xué)系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作特性,為解決100K溫度工作的冷光學(xué)組件制冷和柔性冷量傳輸問(wèn)題,開展了“低溫冷箱+機(jī)載制冷+柔性冷鏈”的低溫集成系統(tǒng)制冷及冷量傳輸方案和低溫集成熱設(shè)計(jì)和熱分析相關(guān)工作。為獲取冷光學(xué)系統(tǒng)在不同工作條件下的溫度場(chǎng)分布特點(diǎn)及其對(duì)熱設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)的敏感程度,以空間載荷冷光學(xué)系統(tǒng)為例進(jìn)行了冷光學(xué)系統(tǒng)熱靈敏度分析,為空間冷光學(xué)系統(tǒng)的光機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：136 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

IRAS衛(wèi)星照片

圖 1.2 IRTS 衛(wèi)星內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1.2 The inner structure of IRTS satellite外空間觀測(cè)衛(wèi)星（ISO）[11]~[15]由歐空局研制，于 1995 年 11 月 16 日發(fā)如圖 1.3 所示，工作在大橢圓軌道（近地點(diǎn)約 1000Km，遠(yuǎn)地點(diǎn)約 71000Km道可以保證衛(wèi)星在工作時(shí)間能夠飛行在范2艾倫輻射帶之外，從而大大收質(zhì)子和電子對(duì)靈敏的紅外探測(cè)器造成的影響。ISO探測(cè)波長(zhǎng)范圍為2.，主光學(xué)采用 RC 系統(tǒng)，安裝的四臺(tái)光學(xué)儀器（1 臺(tái)紅外相機(jī)、1 臺(tái)成量?jī)x、2 臺(tái)分光機(jī)）采用了不同的光導(dǎo)探測(cè)器，低溫光學(xué)系統(tǒng)裝載于 2流氦杜瓦內(nèi)，用冷氦氣體為 600mm 口徑的望遠(yuǎn)鏡及四臺(tái)光學(xué)儀器進(jìn)行超流氦液體為探測(cè)器制冷，工作溫度為 1.8~10K 不等。

圖 1.3 ISO 衛(wèi)星（信息源：ESA 網(wǎng)站[16]）Figure 1.3 The satellite of ISO期簡(jiǎn)稱為 SIRTF）[17]~[23]于 2003 年 8 月 25 日成系中心、星系的觀測(cè)，依此獲得太空中的低溫測(cè)太陽(yáng)系以外的行星、非常黯淡的小行星級(jí)采用 RC 系統(tǒng)，望遠(yuǎn)鏡口徑 850mm，搭載有 3 IPS)、紅外光譜儀(IRS)、紅外陣列相機(jī)(IRAC日點(diǎn) L2，其低溫光學(xué)系統(tǒng)外殼可通過(guò)被動(dòng)輻射 34K，利用超流氦低溫的氦蒸汽分別將望遠(yuǎn)鏡及，而超流氦為探測(cè)器提供 1.4K 的工作溫度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及反射鏡制冷技術(shù)研究[D]. 翟金龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3108259