InSb红外探测器热应力耦合分析：128×128阵列研究

"这篇研究论文详细探讨了128×128像素的锑化铟红外焦平面探测器在热-应力耦合条件下的行为分析。作者通过ANSYS软件模拟了温度梯度对探测器的影响，揭示了在热冲击过程中由于非均匀降温导致的温度分布情况。他们基于热分析结果，得出了探测器在热冲击下的降温时间曲线，并进一步进行了热-应力耦合分析，以了解探测器内部的应力分布。 文章指出，在存在温度梯度的情况下，InSb芯片上的应力变化并非线性增加，而是呈现出先快后慢的现象，这与均匀降温的情况显著不同。特别是在热冲击的最初0到0.5秒内，应力的急剧增加可能对探测器的可靠性造成严重影响。此外，论文还讨论了这种快速应力增加可能导致InSb芯片失效的潜在原因，这对于预测和防止裂纹的发生具有重要的指导价值。 关键词: 锑化铟、焦平面探测器、热-应力耦合、有限元分析。" 这篇研究的核心知识点包括： 1. **锑化铟（InSb）红外焦平面探测器**：这是一种用于红外成像的高性能传感器，InSb因其高灵敏度和宽光谱响应范围而被广泛使用。 2. **热-应力耦合分析**：当材料经历温度变化时，会产生内部应力，这可能导致材料性能退化或结构破坏。该论文运用ANSYS软件来模拟和分析这一过程。 3. **非均匀降温**：在热冲击过程中，探测器冷却时的温度梯度会引发局部应力，这是分析的重点。 4. **应力分布**：通过模拟，研究人员能够描绘出探测器在不同时间和温度下的应力分布情况，这对于理解设备的稳定性至关重要。 5. **探测器可靠性**：热冲击和非均匀降温导致的应力增加可能会降低探测器的使用寿命和可靠性，这对实际应用具有重要意义。 6. **有限元分析**：这是一种数值计算方法，用于解决复杂的工程和物理问题，如热-应力分析。 7. **热冲击的初始阶段影响**：在最初的短时间内，应力的快速增加可能是最危险的，这强调了对这一阶段进行详细研究的必要性。 这项工作对于理解红外探测器在极端环境下的行为，以及优化其设计和操作条件以提高其耐久性和可靠性具有深远的科学价值。