长波QWIP-LED量子阱红外探测器杜瓦研制

发布时间：2021-07-10 22:51

　　在用于封装长波QWIP-LED量子阱探测器的杜瓦研制中,详细阐明了一种用于封装长波QWIP-LED量子阱红外探测器的结构,结构采用侧罩式设计,光信号从红外窗口进入,近红外窗口透出,提出了一种探测器胶接在管座上,管座整体再螺接在冷头的方法,提高探测器的互换性,通过热适配设计,降低低温应力对探测器影响,选择低冷损的TC4材料,降低杜瓦漏热,基本解决了长波QWIP-LED量子阱探测器杜瓦组件的关键技术,性能指标达标,成像效果良好,达到工程封装要求。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(07)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

器件台面结构示意图

为提高探测器的使用效率,降低因为更换探测器引起的杜瓦制备成本,设计了一种高互换性的管座,如图2所示,引线针采用玻璃珠烧结,采用整体镀金降低表面发射率,芯片宝石片通过低温胶胶接在管座上,一体化管座通过大视场显微镜对中螺接在冷头上,更换器件只需更换管座即可。(2)热失配分析

芯片工作温度65 K,芯片热功率202 mW。芯片为GaAs衬底,宝石电极板为AL2O3材料,比较Al2O3和GaAs的热膨胀系数,Al2O3的热膨胀系数大于GaAs,在低温下GaAs比Al2O3收缩得更厉害,它们的组合结构会产生中间向上凸起的形变,由于GaAs衬底的强度是比较低,非常容易损坏[5]。冷头-管座-芯片结构如图3所示。材料的相关参数如表1所示。表1 材料的相关参数Tab.1 The parameters of some materials Material CTE/(μm·℃-1) Modulus of Elasticity/Pa GaAs 4.55 9×1010 AL2O3 4.6 4.2×1010 Kovar 7 4.2×1010 Invar 1 2×1011 Tu2 24 1.1×1011

【参考文献】：
期刊论文
[1]超长线列双波段红外焦平面探测器杜瓦封装技术研究[J]. 李俊,王小坤,孙闻,林加木,曾智江,沈一璋,范广宇,丁瑞军,龚海梅.  红外与激光工程. 2018(11)
[2]超长线列红外探测器杜瓦组件辐射热评估方法研究[J]. 夏晨希,李俊,孙闻,王小坤.  红外技术. 2017(09)
[3]碲镉汞线列红外探测器模块温度循环的可靠性[J]. 陈星,何凯,王建新,叶振华,林春,张勤耀.  红外与毫米波学报. 2014(04)
[4]第三代红外焦平面基础技术的研究进展[J]. 何力,胡晓宁,丁瑞军,李言谨,杨建荣,张勤耀.  红外与激光工程. 2007(05)
[5]红外-近红外波长变换器件p-QWIP-LED研究[J]. 甄红楼,熊大元,周旭昌,李宁,邵军,陆卫.  中国科学G辑:物理学、力学、天文学. 2006(03)



本文编号：3276795