红外面阵探测器是红外成像系统的核心部件,但热冲击下面阵探测器的碎裂问题严重制约着其适用性。针对这一问题,项目拟以128×128锑化铟面阵探测器为研究背景,采用理论分析、数值仿真和试验验证相结合方法,开展大面阵红外探测器结构建模、模型验证及其在探测器碎裂模式辨识、低碎裂结构设计优化方面的研究。建立128×128面阵探测器高保真结构分析模型,揭示热冲击下最大Von Mises应力及分布随材料各向异性和尺度效应的依赖关系,结合典型裂纹起源及分布特征,验证"先分割、后等效"这一大面阵探测器结构建模设想的正确性。针对现有典型裂纹起源于N电极区域的统计分析结果,系统研究热应力极值及分布随N电极结构参数、材料选取、布局等因素的演变规律。优化器件结构参数,进一步降低热应力,形成探测器低碎裂结构设计方案,结合热冲击试验,验证优化设计的有效性。这为大幅提升红外面阵探测器的成品率提供设计依据和实现手段。
英文主题词Infrared detector;High fidelity;Size effect;Modeling;Structural Optimization