本發(fā)明涉及龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡，尤其涉及一種龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡是一種基于微通道光學(xué)的新型寬視場(chǎng)成像系統(tǒng)，因其能夠在寬視場(chǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高分辨率x射線成像而備受關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用潛力，特別是在x射線天文觀測(cè)、空間探測(cè)和導(dǎo)航等領(lǐng)域。作為龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵組件，探測(cè)器的性能直接影響望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量和探測(cè)靈敏度。然而，探測(cè)器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，如果散熱不充分，不僅會(huì)導(dǎo)致溫度升高，還會(huì)增加噪聲水平，進(jìn)而降低系統(tǒng)的探測(cè)能力。為了減少噪聲，探測(cè)器通常需要工作在約-30℃的低溫環(huán)境中，這對(duì)散熱設(shè)計(jì)提出了較高要求。

2、由于工藝限制，龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)鏡片在制造過(guò)程中不可避免地存在焦距不一致的情況。尤其是在同一望遠(yuǎn)鏡中，光學(xué)組件不同分區(qū)的鏡片焦距可能有所差距，這就需要針對(duì)焦距調(diào)整對(duì)應(yīng)探測(cè)器的位置，以保證其與光學(xué)焦面的精確匹配。然而，現(xiàn)有的探測(cè)器導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)通常為固定設(shè)計(jì)，無(wú)法靈活適應(yīng)這些焦距差異，既無(wú)法滿足探測(cè)器的精確定位需求，也不適用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡的批量化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造，制約了系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)一種能夠兼顧高效散熱和焦距適應(yīng)性的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，成為龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱效率的同時(shí)，滿足了龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器對(duì)應(yīng)焦面焦距差異的需求，光機(jī)熱耦合設(shè)計(jì)滿足了航天產(chǎn)品的輕量化趨勢(shì)，也提高了不同焦距的龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，包括探測(cè)器、過(guò)渡板、冷平臺(tái)、熱管和散熱板；龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡包含多個(gè)探測(cè)器，每個(gè)探測(cè)器配有一個(gè)過(guò)渡板，探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上；所有過(guò)渡板安裝在一個(gè)冷平臺(tái)上。冷平臺(tái)通過(guò)熱管與散熱板連接，探測(cè)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)由過(guò)渡板傳遞到冷平臺(tái)后，再通過(guò)熱管傳遞到散熱板散熱；冷平臺(tái)是探測(cè)器安裝支撐的初級(jí)基準(zhǔn)，為探測(cè)器安裝提供角度基準(zhǔn)；過(guò)渡板是探測(cè)器安裝支撐的次級(jí)基準(zhǔn)，為探測(cè)器安裝提供位置基準(zhǔn)。

4、進(jìn)一步的，所述過(guò)渡板為導(dǎo)熱金屬塊；過(guò)渡板上設(shè)有分別用于與探測(cè)器連接和與冷平臺(tái)連接的接口；過(guò)渡板上表面連接探測(cè)器，下表面連接冷平臺(tái)；過(guò)渡板厚度取決于安裝在其之上的探測(cè)器在龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中對(duì)應(yīng)的焦距。

5、進(jìn)一步的，所述冷平臺(tái)的外殼為導(dǎo)熱金屬，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；冷平臺(tái)的上表面設(shè)有過(guò)渡板安裝面和與過(guò)渡板連接的接口；所有過(guò)渡板安裝面外形相同，所有過(guò)渡板安裝面與龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中心光軸的夾角相同，所有過(guò)渡板安裝面繞龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中心光軸對(duì)稱。

6、進(jìn)一步的，所述探測(cè)器由探測(cè)器芯片、陶瓷封裝和電路板組成，探測(cè)器芯片位于陶瓷封裝內(nèi)部，陶瓷封裝背部有針腳用于輸出探測(cè)器芯片的信號(hào)，陶瓷封裝通過(guò)針腳焊接固定在電路板上；電路板上有與過(guò)渡板連接的接口；所述過(guò)渡板上表面有凸臺(tái)和凹槽，凸臺(tái)用于緊貼探測(cè)器的陶瓷封裝背部，凹槽用于避免陶瓷封裝背部的針腳與過(guò)渡板接觸。

7、進(jìn)一步的，所述探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上時(shí)，探測(cè)器的電路板與過(guò)渡板之間填充有導(dǎo)熱硅橡膠，探測(cè)器的陶瓷封裝背部與過(guò)渡板的凸臺(tái)之間縫隙設(shè)置有導(dǎo)熱墊片并填充導(dǎo)熱硅橡膠。

8、進(jìn)一步的，所述過(guò)渡板安裝在冷平臺(tái)上時(shí)，過(guò)渡板與冷平臺(tái)的過(guò)渡板安裝面之間墊有薄銦片用于增加接觸面積。

9、進(jìn)一步的，所述探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上時(shí)，過(guò)渡板的凹槽內(nèi)填充導(dǎo)熱絕緣墊避免陶瓷封裝背部的針腳接觸過(guò)渡板造成短路。

10、進(jìn)一步的，同一龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中不同探測(cè)器對(duì)應(yīng)的焦距可能不同，探測(cè)器對(duì)應(yīng)的過(guò)渡板厚度隨之可能不同。

11、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

12、(1)具有高導(dǎo)熱效率，可將探測(cè)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量高效傳遞到散熱板，使探測(cè)器維持低溫工作狀態(tài)；

13、(2)針對(duì)龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可根據(jù)不同探測(cè)器對(duì)應(yīng)的不同焦距設(shè)置相應(yīng)的過(guò)渡板厚度，滿足了龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器對(duì)應(yīng)焦面焦距差異的需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的高精度支撐；

14、(3)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，可針對(duì)不同焦距設(shè)置不同的過(guò)渡板厚度，具有良好的適配性。

技術(shù)特征：

1.一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括探測(cè)器、過(guò)渡板、冷平臺(tái)、熱管和散熱板，所述龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡包含多個(gè)探測(cè)器，每個(gè)探測(cè)器配有一個(gè)過(guò)渡板，探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上；所有過(guò)渡板安裝在一個(gè)冷平臺(tái)上；冷平臺(tái)通過(guò)熱管與散熱板連接，探測(cè)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)由過(guò)渡板傳遞到冷平臺(tái)后，再通過(guò)熱管傳遞到散熱板散熱；冷平臺(tái)是探測(cè)器安裝支撐的初級(jí)基準(zhǔn)，為探測(cè)器安裝提供角度基準(zhǔn)；過(guò)渡板是探測(cè)器安裝支撐的次級(jí)基準(zhǔn)，為探測(cè)器安裝提供位置基準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述過(guò)渡板為導(dǎo)熱金屬塊；過(guò)渡板上設(shè)有分別用于與探測(cè)器連接和與冷平臺(tái)連接的接口；過(guò)渡板上表面連接探測(cè)器，下表面連接冷平臺(tái)；過(guò)渡板厚度取決于安裝在其之上的探測(cè)器在龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中對(duì)應(yīng)的焦距。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述冷平臺(tái)的外殼為導(dǎo)熱金屬，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；冷平臺(tái)的上表面設(shè)有過(guò)渡板安裝面和與過(guò)渡板連接的接口；所有過(guò)渡板安裝面外形相同，所有過(guò)渡板安裝面與龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中心光軸的夾角相同，所有過(guò)渡板安裝面繞龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中心光軸對(duì)稱。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述探測(cè)器由探測(cè)器芯片、陶瓷封裝和電路板組成，探測(cè)器芯片位于陶瓷封裝內(nèi)部，陶瓷封裝背部有針腳用于輸出探測(cè)器芯片的信號(hào)，陶瓷封裝通過(guò)針腳焊接固定在電路板上；電路板上有與過(guò)渡板連接的接口；所述過(guò)渡板上表面有凸臺(tái)和凹槽，凸臺(tái)用于緊貼探測(cè)器的陶瓷封裝背部，凹槽用于避免陶瓷封裝背部的針腳與過(guò)渡板接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上時(shí)，探測(cè)器的電路板與過(guò)渡板之間填充有導(dǎo)熱硅橡膠，探測(cè)器的陶瓷封裝背部與過(guò)渡板的凸臺(tái)之間縫隙設(shè)置有導(dǎo)熱墊片并填充導(dǎo)熱硅橡膠。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述過(guò)渡板安裝在冷平臺(tái)上時(shí)，過(guò)渡板與冷平臺(tái)的過(guò)渡板安裝面之間墊有薄銦片用于增加接觸面積。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述探測(cè)器安裝在過(guò)渡板上時(shí)，過(guò)渡板的凹槽內(nèi)填充導(dǎo)熱絕緣墊避免陶瓷封裝背部的針腳接觸過(guò)渡板造成短路。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：同一龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡中不同探測(cè)器對(duì)應(yīng)的焦距可能不同，探測(cè)器對(duì)應(yīng)的過(guò)渡板厚度隨之可能不同。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器的導(dǎo)熱支撐結(jié)構(gòu)，包括探測(cè)器、過(guò)渡板、冷平臺(tái)、熱管和散熱板，探測(cè)器通過(guò)過(guò)渡板與冷平臺(tái)連接，冷平臺(tái)通過(guò)熱管與散熱板連接，冷平臺(tái)是探測(cè)器的主要導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的同時(shí)也是探測(cè)器的安裝支撐初級(jí)基準(zhǔn)，過(guò)渡板是探測(cè)器的安裝支撐次級(jí)基準(zhǔn)。本發(fā)明具有高導(dǎo)熱效率，可將探測(cè)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量高效傳遞到散熱板，使探測(cè)器維持低溫工作狀態(tài)。同時(shí)，本發(fā)明針對(duì)龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可根據(jù)光學(xué)組件不同分區(qū)的焦距設(shè)置過(guò)渡板厚度，滿足了龍蝦眼望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器對(duì)應(yīng)焦面焦距差異的需求。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，可針對(duì)不同焦距設(shè)置不同的過(guò)渡板厚度，具有良好的適配性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳異凡,孫小進(jìn),孫勝利,李正達(dá),王成彬,李軍飛,馬孝浩,韓逸嘯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8