为了解决红外图像的高质量要求与有限的卫星负载资源之间的矛盾，使用Xenics XLin™1.7×2048 InGaAs红外探测器来确定其工作模式。过比较暗背景和不同的光照，检测器激活热电半导体冷却的平均值，噪声和灵敏度，同时考虑系统要求，功耗，冷板表面。重量和可靠性。后，确定常温下的操作模式。键词：短波红外探测器，热电制冷，InGaAs探测器，卫星有效载荷中图分类号：TN215？ 34文件编号：A货号：1004？ 373X（2014）12？ 0160？ 03摘要：热电冷却经验Xenics开发的InGaAs SWIR（XLIN？1.7？2048）探测器的开发旨在消除对高质量红外图像要求与微薄有效载荷资源之间的冲突。
　　星，以及确定操作模式。热电冷却器开启或关闭时，光强度水平，平均像素参数，噪声和灵敏度被对比，考虑到诸如功耗，面板表面之类的详细事实。量了辐射，重量和可靠性，检测器在常温状态下的工作模式。键词：短波红外探测器，热电冷却，InGaAs探测器;加速加工业，二氧化碳（CO2）和其他温室气体对环境的影响逐渐引起人们的关注。够监测温室气体的全球分布和含量的高分辨率光谱和空间二氧化碳探测器的开发对人类和国家战略具有相当重要的意义[1，2]。

　　气传感受到云干扰的干扰：随机配备的云和气溶胶探测器可以通过检测气溶胶并提高检测反转精度来抑制气溶胶的扩散信号温室气体。InGaAs是一种半导体带隙合金，具有高电子迁移率，量子效率和良好的抗辐照性能。
　　可以在室温或制冷条件下正常工作[3]，因此被广泛应用于成像。感空间。统。XLIN®短波红外探测器1.7？ Xenics 2048能够在室温或电冷条件下检测气体光谱信息由于卫星有效载荷资源有限，有必要进行一系列制冷测试来分析数据。定短波红外探测器的工作模式。波红外探测器XLIN系统中的红外线？ 1.7？ 2048是基于InGaAs的双行读取线红外探测器，工作光谱范围为0.9至1.7μm，像素尺寸为12.5μm×12.5μm。波红外探测器采用电子固态冰箱。制冷模式下，可以提高像素检测灵敏度，对暗电流噪声的影响更大。

　　光和长积分时间。源连接到两种不同的金属：当直流电激活时，一个接触点的温度降低，另一个接触点的温度升高;如果电源反转，接触点的温度会反向变化。种现象称为珀耳帖效应[4]，冷端是由接触点，一对孔产生的电子产生的，内部能量降低，温度降低，热端的电子和空穴重新组合，温度升高到外部[5]。测器内部的TE1半导体冷却器分为两个陶瓷顶部和底部基座，尺寸为24 mm×6 mm，最大电流为1.8 A，最大电压降为7.4 V最高温度范围为[6] -40 100°C，见图1. XLIN包含Vishay负温度系数（NTC）。温度低时，载流子（电子和空穴）越小，电阻越高。流子数量的增加导致电阻的减小[7]，因此电阻的变化可以实时反映探测器的内部温度。25°C时，NTC热敏电阻R25为4.7kΩ，温度变化与电阻变化呈非线性关系。应关系如图4所示。2.系统上电冷却和实时监控的框图如图3所示.TEC半导体冷却器的冷端面与电源线网络接触。NTC热敏电阻外部连接到直流电压以产生连续的信号电平。测器的内部温度发生变化，导致其自身电压降发生变化。采样期间，FPGA将接收到的数字信息发送到地面控制设备，地面控制设备可以实时监测由冷却或外部温度变化引起的检测器内部温度变化的值。却试验条件和方法主要针对短波红外探测器在不同温度下的暗背景和辐射灵敏度指标，同时考虑了冷却和非冷却操作模式，整个恒星系统的功耗，散热和可靠性。体积和重量等因素，最终确定在轨道上的红外探测器的工作模式。波红外探测器制冷测试包括积分球形光源，辐射计，控制装置，红外显示系统和地面控制设备（图4）。外探测器距离积分球0.5米处，积分球控制系统通过辐射亮度计控制积分球的光源。球接收红外图像和探测器的内部温度。
　　整内部半导体内部冷却器的外部电源。压达到许多不同的操作模式。面检查设备在检测器中选择1600个像素进行成像，并且以4像素合并模式显示信噪比。试结果和分析P结光电二极管N是暗场短波红外探测器的基本组成部分，其波长小于截止波长的红外辐射被光电二极管吸收并产生电子对。正常操作中，PN结施加反向偏压。此，即使没有照明，总会有反向电流产生[8？ 9]，暗电流为：[Idark = Is [expqVkT-1]]（1在公式中：Is是反向电流，V是施加的电压，因此对于检测器，暗电流取决于工作温度该系统的12位量化精度代码的输出代码值在0到4096之间。电平信号越高，系统的动态检测范围越大。常工作条件降低，黑暗中的噪声更明显。10]测试选择1.5V，2.5V和3.3V冷却电压值。图1所示，温度为15°C，相对湿度为40％至60％在图5中，在恒定冷却过程中，在1.5 V的冷却电压下，像素的平均值为DN显示最大的减少，但键的像素噪声随着冷却张力的增加，STDEV的姿态总是在0.7左右波动，没有明显的增加;单芯片检测器的功耗在3.3 V时从0 W增加到1.9 W.整个系统的四芯片红外探测器，与电源板的二次电源损耗有关，可以增加高达10 W的功耗，并且冷板散热面增加两倍的非制冷条件。算红外辐射响应探测器辐射灵敏度的公式为：式中：DN是像素的平均值，L是积分球的能量亮度，B是响应偏差，K是灵敏度探测器响应。测试过程中，调节冷却电压。据轨道运行条件和热控制要求，在30°C，25°C，20°C下选择短波红外探测器。15°C和10°C，记录三个亮度级别。件对辐射响应的灵敏度如图6所示。视场像素的上峰和下峰是盲元素。某些温度和相同的光辐射进入条件下，探测器的所有像素的灵敏度响应是不同的。测器的灵敏度响应随着像素数量的增加而增加。测器冷却电压与探测器工作温度之间的差异在10到30°C之间，像素对相同辐照度输入的灵敏度响应也不同，但波动不超过0.05 DN /（W / m2 / sr / nm）。论是确定短波红外探测器的XLIN工作模式，并设计了暗场条件和光辐射下的冷却试验。

　　果没有冷却，红外探测器的黑场响应为150，大于3.3 V的最大冷却条件的平均值，动态探测范围减少1％，但噪声不会改变，在光辐射输入的情况下，冷却条件和非冷却条件的灵敏度之差小于0.05 DN /（W / m2 / sr / nm） ，可以满足系统的设计要求。于3.3 V的最高冷却电压，单台机器的冷却功耗增加10 W，冷却半径的电路板面积增加两倍，质量和体积增加因此，系统的可靠性降低了，XLIN红外探测器的成分是什么？无需电气冷却即可满足系统要求。考文献[1]王龙，晁艳，郑玉泉，二氧化碳探测器上星形散射铝反射器的制备与经验[J]。国光学，2013（4）：591-599。2]陈诚CO2探测器正面系统的结构设计与分析[D]。春：中国科学院研究生院，2011。
　　3]张玮峰，张若珍，赵鲁生及其合作者，InGaAs短波红外探测器研究进展[J]。[4]郑星，蒋亚东，罗凤武等。于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计[J]。

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