热冲击下128x128锑化铟红外焦平面探测器应力分析：温度梯度影响

本文主要探讨了128×128元的锑化铟（InSb）红外焦平面探测器在热冲击过程中的热-应力耦合分析。作者利用ANSYS软件这一高级工程计算工具，针对探测器在受热冲击时由于传导降温的非均匀性导致的温度梯度分布进行模拟。他们首先通过热分析，获取了探测器在热冲击条件下的降温时间曲线，这有助于理解温度变化如何影响探测器的性能。 热-应力耦合分析揭示了在温度梯度作用下，InSb芯片承受的应力分布特征。研究发现，在热冲击初期（0~0.5秒），InSb芯片的应力增加速度显著高于传统的均匀降温过程，表现出明显的先快后慢的趋势。这种非线性的应力增长可能会对探测器的可靠性构成威胁，因为在短时间内，应力的急剧增加可能导致设备的早期失效。 此外，文章的关键发现是，热冲击期间的应力主要集中于最初阶段，这提示我们设计和维护红外焦平面探测器时需要特别关注热冲击的瞬间效应。作者还初步探讨了传导降温方式下应力变化可能导致InSb芯片失效的原因，这对于理解和预防探测器在高温冲击下的潜在故障具有重要意义。 这篇论文不仅提供了对锑化铟红外焦平面探测器在极端温度条件下热-应力行为的深入理解，也为优化探测器的设计和提高其在实际应用中的稳定性提供了科学依据。这项研究对于红外技术领域以及相关工程设计有着重要的实践价值。