J-T製冷型紅外焦平麵紅外探測器組件由探測器芯片 、杜瓦和J-T製冷器三部分組成 ,在工程應用中使用高壓氮氣或氬氣作為工質氣體進行製冷 ,一般要求在幾十秒時間內快速達到要求溫度 。製冷速度的快慢 ,一方麵取決於製冷器本身的製冷性能 ,還取決於杜瓦冷頭的熱學性能 ,包括冷頭熱質量和導熱效率 。
杜瓦結垢作為紅外探測器的載體 ,給探測器芯片提供一個深低溫 、高真空的工作環境 ,並決定了探測器組件與整機係統的光學 、電學 、機械安裝接口 。下圖1位一種J-T製冷型紅外焦平麵探測器組件的結構示意圖 ,冷台 、框架 、冷屏 、濾光片和探測器芯片構成了杜瓦冷頭結構,作為製冷器的熱負載 ,杜瓦冷頭的熱質量和導熱效率直接關係著組件的製冷啟動時間等關鍵技術指標。
紅外探測器杜瓦組件的熱負載由靜態熱負載和杜瓦組件的冷端熱負載組成 。
現在通過合理設計組件的排氣溫度和時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 ,使得微杜瓦的靜態熱負載已經非常小 。在杜瓦組件總負載中 ,組件的冷端熱負載對於啟動時間起到主要作用 。