ОХЛАЖДАЕМОЕ ОСНОВАНИЕ ФОТОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2015 года по МПК H01L31/52 G01J5/00 

Предлагаемое изобретение относится к системам охлаждения фотоприемных устройств и может использоваться в аппаратуре различного назначения, в особенности в крупноформатных тепловизионных или теплопеленгационных приборах.

Известно охлаждаемое фотоприемное устройство [патент US 20110080483], содержащее систему охлаждения и герметичный вакуумированный или газонаполненный корпус с входным окном, внутри которого на охлаждаемом держателе размещена фоточувствительная структура с сформированными на ней элементами. Система охлаждения представляет собой теплопроводный цилиндр, на торце которого расположена фоточувствительная структура. Недостатком данной конструкции является неравномерность охлаждения протяженных многоэлементных структур.

При значительном увеличении количества фоточувствительных элементов существенно увеличивается размер криостатируемой зоны и, соответственно, охлаждаемого основания.

При увеличении размера охлаждаемого основания возникает проблема равномерного охлаждения области фоточувствительной структуры. Неравномерность охлаждения приводит к снижению характеристик приемника.

Настоящее изобретение позволяет значительно снизить температурный градиент при охлаждении крупноформатных фотоприемных устройств, выполненных как на одной подложке, так и набранных из нескольких модулей.

Задача решается тем, что охлаждаемое основание выполнено из материала, имеющего одинаковый или близкий к охлаждаемому элементу коэффициент теплового расширения и для снижения неравномерности охлаждения через всю длину основания проходит отверстие, в которое помещается тепловая труба, а оставшийся зазор между тепловой трубой и отверстием основания заполняется галлием, образуя механическую связь с хорошей теплопроводностью.

Выбор галлия, имеющего низкую температуру плавления, определяется возможностью многократного демонтажа тепловой трубы.

Тепловая труба, проходящая через всю длину основания, позволяет значительно снизить температурный градиент между крайними точками основания и уменьшить время выхода на рабочую температуру. Зазор между основанием и тепловой трубой заполняется галлием или подобным легкоплавким материалом, что обеспечивает хорошую теплопередачу, простоту установки и надежность конструкции. Для защиты от вытекания галлия из зазора устанавливается кольцо.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:

Фиг.1. Представлена конструкция охлаждаемого основания:

1 - Плоскость для установки охлаждаемых элементов или модулей.

2 - Отверстие для установки тепловой трубы.

Фиг.2. Основание в сборе с тепловой трубой:

3 - Зазор между тепловой трубой и основанием, заполненный галлием.

4 - Тепловая труба.

Сочетание описанных особенностей конструкции позволило создать теплопроводное основание для охлаждаемых структур, обладающее градиентом температур в начальной и конечной точке не более 0.5°C.

Изобретение относится к системам охлаждения фотоприемных устройств. Охлаждаемое основание фотоприемного устройства выполнено из материала, имеющего одинаковый или близкий к охлаждаемому элементу коэффициент теплового расширения и для снижения неравномерности охлаждения через всю длину основания проходит отверстие, в которое помещается тепловая труба, а оставшийся зазор между тепловой трубой и отверстием основания заполняется галлием, образуя механическую связь с хорошей теплопроводностью. Изобретение позволяет значительно снизить температурный градиент при охлаждении крупноформатных фотоприемных устройств, выполненных как на одной подложке, так и набранных из нескольких модулей. 2 ил.

Охлаждаемое основание фотоприемного устройства, выполненное из материала, имеющего одинаковый или близкий к охлаждаемому элементу коэффициент теплового расширения, отличающееся тем, что, с целью снижения неравномерности охлаждения, через всю длину основания проходит отверстие, в которое помещена тепловая труба, а оставшийся зазор между тепловой трубой и основанием заполнен галлием, для образования механической связи с хорошей теплопроводностью, и закрыт кольцом, предотвращающим вытекание галлия.