红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

张海燕; 管建安; 庄馥隆; 汪洋; 陈安森; 龚海梅

doi:10.3788/IRLA201645.0504001

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红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

张海燕, 管建安, 庄馥隆, 汪洋, 陈安森, 龚海梅

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张海燕, 管建安, 庄馥隆, 汪洋, 陈安森, 龚海梅. 红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

引用本文:

Zhang Haiyan, Guan Jian'an, Zhuang Fulong, Wang Yang, Chen Ansen, Gong Haimei. Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

Citation:

Zhang Haiyan, Guan Jian'an, Zhuang Fulong, Wang Yang, Chen Ansen, Gong Haimei. Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

张海燕^1,2,
管建安^1,2,
庄馥隆^1,2,
汪洋^1,2,
陈安森^1,2,
龚海梅^1,2

1.
中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室,上海 200083;
2.
中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

详细信息

作者简介:
张海燕(1975-),男,副研究员,博士生,主要从事红外光电探测器组件封装及其可靠性相关技术方面的研究。Email:haeyaz@mail.sitp.ac.cn;龚海梅(1965-),男,研究员,博士生导师,博士,主要从事航天遥感用红外光电探测器的应用基础研究和基础研究。Email:hmgong@mail.sitp.ac.cn

张海燕(1975-),男,副研究员,博士生,主要从事红外光电探测器组件封装及其可靠性相关技术方面的研究。Email:haeyaz@mail.sitp.ac.cn;龚海梅(1965-),男,研究员,博士生导师,博士,主要从事航天遥感用红外光电探测器的应用基础研究和基础研究。Email:hmgong@mail.sitp.ac.cn

中图分类号: TN215

Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays

1.
State Key Laboratories of Transducer Technology,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China;
2.
Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China

摘要: 在研制制冷型红外探测器组件的过程中,降低功能模块的热应力是设计及制造的核心目标之一,这要求首先能够对焦平面模块的热应力进行测量表征,工程上一般通过形变等间接量来表征碲镉汞的热应力。基于此研究了激光干涉法测量制冷型红外焦平面探测器的表面形变并对其误差进行了分析,该方法克服了常规的台阶仪测量方法所固有的温度控制不够理想、测试过程中样品表面有结霜等困难,它利用相干光在标准镜上干涉形成的干涉图样来反映样品表面的形变。试验表明:该方法可以进行实时变温的表面形变测量,为制冷型红外焦平面组件的封装设计提供可靠的形变测试数据,实现了焦平面模块在封装杜瓦内的表面形变的低温在线测量。
- 低温形变 /
- 热应力 /
- 激光干涉法 /
- 误差分析 /
- 红外探测器
Abstract: Reducing the thermal stress of the functional module is one of the key goals in the process of design and fabrication of focal plane assembly. As a result the characterization and measurement of the deformation of the module at low temperature is required. Generally the thermal stress is characterized by indirect parameters such as the deformation in engineering. Based on this, a measurement method including its error analysis of laser interference used to acquire the deformation of the cooled infrared detector was discussed. This method overcomes the difficulty of temperature control and frosting inherent in the other method. It uses the interference pattern produced in the surface of the standard mirror by interference of coherent light to characterize the deformation of the sample. Tests show that this method can realize the measurement of deformation of real-time temperature changes. As a result an in situ measurement of the deformation of the FPA module packaged in the dewar is realized.
- low temperature deformation /
- thermal stress /
- laser interference method /
- error analysis /
- infrared detector

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红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

1. 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室,上海 200083;

2. 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

作者简介:
张海燕(1975-),男,副研究员,博士生,主要从事红外光电探测器组件封装及其可靠性相关技术方面的研究。Email:haeyaz@mail.sitp.ac.cn;龚海梅(1965-),男,研究员,博士生导师,博士,主要从事航天遥感用红外光电探测器的应用基础研究和基础研究。Email:hmgong@mail.sitp.ac.cn

张海燕(1975-),男,副研究员,博士生,主要从事红外光电探测器组件封装及其可靠性相关技术方面的研究。Email:haeyaz@mail.sitp.ac.cn;龚海梅(1965-),男,研究员,博士生导师,博士,主要从事航天遥感用红外光电探测器的应用基础研究和基础研究。Email:hmgong@mail.sitp.ac.cn

收稿日期: 2015-03-06
修回日期: 2015-04-08
刊出日期: 2016-05-25

中图分类号: TN215

关键词:

摘要: 在研制制冷型红外探测器组件的过程中,降低功能模块的热应力是设计及制造的核心目标之一,这要求首先能够对焦平面模块的热应力进行测量表征,工程上一般通过形变等间接量来表征碲镉汞的热应力。基于此研究了激光干涉法测量制冷型红外焦平面探测器的表面形变并对其误差进行了分析,该方法克服了常规的台阶仪测量方法所固有的温度控制不够理想、测试过程中样品表面有结霜等困难,它利用相干光在标准镜上干涉形成的干涉图样来反映样品表面的形变。试验表明:该方法可以进行实时变温的表面形变测量,为制冷型红外焦平面组件的封装设计提供可靠的形变测试数据,实现了焦平面模块在封装杜瓦内的表面形变的低温在线测量。

English Abstract

Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays

1. State Key Laboratories of Transducer Technology,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China;

2. Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China

Received Date: 2015-03-06
Rev Recd Date: 2015-04-08
Publish Date: 2016-05-25

Keywords:

Abstract: Reducing the thermal stress of the functional module is one of the key goals in the process of design and fabrication of focal plane assembly. As a result the characterization and measurement of the deformation of the module at low temperature is required. Generally the thermal stress is characterized by indirect parameters such as the deformation in engineering. Based on this, a measurement method including its error analysis of laser interference used to acquire the deformation of the cooled infrared detector was discussed. This method overcomes the difficulty of temperature control and frosting inherent in the other method. It uses the interference pattern produced in the surface of the standard mirror by interference of coherent light to characterize the deformation of the sample. Tests show that this method can realize the measurement of deformation of real-time temperature changes. As a result an in situ measurement of the deformation of the FPA module packaged in the dewar is realized.

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红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays

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出版历程

红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0504001

1. 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海 200083; 2. 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

English Abstract

Measurement and error analysis of low temperature deformation of infrared focal plane arrays

1. State Key Laboratories of Transducer Technology,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China; 2. Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China

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1. 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室,上海 200083;

2. 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

1. State Key Laboratories of Transducer Technology,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China;

2. Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China