RU2539791C1 - Cooled photodetector base - Google Patents

Cooled photodetector base Download PDF

Info

Publication number
RU2539791C1
RU2539791C1 RU2013149576/28A RU2013149576A RU2539791C1 RU 2539791 C1 RU2539791 C1 RU 2539791C1 RU 2013149576/28 A RU2013149576/28 A RU 2013149576/28A RU 2013149576 A RU2013149576 A RU 2013149576A RU 2539791 C1 RU2539791 C1 RU 2539791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
cooled
heat pipe
gallium
opening
Prior art date
Application number
RU2013149576/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Бочков
Борис Николаевич Дражников
Ярослав Сергеевич Бычковский
Илья Сергеевич Кондюшин
Кирилл Владимирович Козлов
Алексей Владимирович Матвеев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "НПО "Орион"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "НПО "Орион" filed Critical Открытое акционерное общество "НПО "Орион"
Priority to RU2013149576/28A priority Critical patent/RU2539791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539791C1 publication Critical patent/RU2539791C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: cooled photodetector base is made of material having a thermal expansion coefficient equal to or close to that of the cooled element and, in order to reduce cooling non-uniformity, an opening passes through the entire length of the base, wherein a heat pipe is placed in said opening, and the remaining gap between the heat pipe and the opening of the base is filled with gallium to form a mechanical bond with good thermal conductivity.
EFFECT: invention considerably reduces the temperature gradient when cooling large photodetectors made on both a single substrate and assembled from multiple units.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к системам охлаждения фотоприемных устройств и может использоваться в аппаратуре различного назначения, в особенности в крупноформатных тепловизионных или теплопеленгационных приборах.The present invention relates to cooling systems for photodetectors and can be used in equipment for various purposes, especially in large format thermal imaging or heat direction finding devices.

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.Known cooled photodetector [patent US 20110080483], comprising a cooling system and a sealed evacuated or gas-filled housing with an inlet window, inside of which a photosensitive structure with elements formed on it is placed on the cooled holder. The cooling system is a heat-conducting cylinder, at the end of which is a photosensitive structure. The disadvantage of this design is the uneven cooling of extended multi-element structures.

При значительном увеличении количества фоточувствительных элементов существенно увеличивается размер криостатируемой зоны и, соответственно, охлаждаемого основания.With a significant increase in the number of photosensitive elements, the size of the cryostatic zone and, accordingly, the cooled base increases significantly.

При увеличении размера охлаждаемого основания возникает проблема равномерного охлаждения области фоточувствительной структуры. Неравномерность охлаждения приводит к снижению характеристик приемника.With an increase in the size of the cooled base, the problem of uniform cooling of the photosensitive region arises. Uneven cooling leads to a decrease in receiver performance.

Настоящее изобретение позволяет значительно снизить температурный градиент при охлаждении крупноформатных фотоприемных устройств, выполненных как на одной подложке, так и набранных из нескольких модулей.The present invention can significantly reduce the temperature gradient during cooling of large-format photodetectors made both on one substrate and assembled from several modules.

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.The problem is solved in that the base to be cooled is made of a material having a coefficient of thermal expansion that is the same or close to the element to be cooled, and to reduce the unevenness of cooling, a hole passes through the entire length of the base, into which the heat pipe is placed, and the remaining gap between the heat pipe and the base hole is filled with gallium , forming a mechanical bond with good thermal conductivity.

Выбор галлия, имеющего низкую температуру плавления, определяется возможностью многократного демонтажа тепловой трубы.The choice of gallium having a low melting point is determined by the possibility of multiple dismantling of the heat pipe.

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.A heat pipe passing through the entire length of the base can significantly reduce the temperature gradient between the extreme points of the base and reduce the time to reach the operating temperature. The gap between the base and the heat pipe is filled with gallium or a similar low-melting material, which ensures good heat transfer, ease of installation and reliable design. To protect against leakage of gallium from the gap, a ring is installed.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

Фиг.1. Представлена конструкция охлаждаемого основания:Figure 1. The design of the cooled base is presented:

1 - Плоскость для установки охлаждаемых элементов или модулей.1 - Plane for installation of cooled elements or modules.

2 - Отверстие для установки тепловой трубы. 2 - A hole for installing a heat pipe.

Фиг.2. Основание в сборе с тепловой трубой:Figure 2. Base assembly with heat pipe:

3 - Зазор между тепловой трубой и основанием, заполненный галлием.3 - The gap between the heat pipe and the base, filled with gallium.

4 - Тепловая труба.4 - Heat pipe.

Сочетание описанных особенностей конструкции позволило создать теплопроводное основание для охлаждаемых структур, обладающее градиентом температур в начальной и конечной точке не более 0.5°C.The combination of the described design features made it possible to create a heat-conducting base for the cooled structures, which has a temperature gradient at the start and end point of no more than 0.5 ° C.

Claims (1)

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. The cooled base of the photodetector made of a material having a coefficient of thermal expansion that is the same or close to the cooled element, characterized in that, in order to reduce the unevenness of cooling, a hole passes through the entire length of the base, into which the heat pipe is placed, and the remaining gap between the heat pipe and the base is filled with gallium, to form a mechanical bond with good thermal conductivity, and is closed by a ring that prevents leakage of gallium.
RU2013149576/28A 2013-11-06 2013-11-06 Cooled photodetector base RU2539791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149576/28A RU2539791C1 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Cooled photodetector base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149576/28A RU2539791C1 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Cooled photodetector base

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2539791C1 true RU2539791C1 (en) 2015-01-27

Family

ID=53286646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013149576/28A RU2539791C1 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Cooled photodetector base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539791C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1293453A1 (en) * 1985-01-07 1987-02-28 Организация П/Я М-5273 System for stabilizing parameters of photoelectric transducer mounted on space vehicle
RU10879U1 (en) * 1998-12-28 1999-08-16 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "ОРИОН" COOLED PHOTO RECEIVER
US6144031A (en) * 1997-04-21 2000-11-07 Inframetrics Inc. Infrared video camera system with uncooled focal plane array and radiation shield
RU2189666C1 (en) * 2001-02-02 2002-09-20 Государственное унитарное предприятие "Альфа" Multichannel cooled photodetector unit
RU60271U1 (en) * 2004-04-21 2007-01-10 Юрий Егорович Николаенко THERMOELECTRIC MODULE
KR20110024357A (en) * 2009-09-02 2011-03-09 국방과학연구소 Black body assembly for calibration of infrared detector

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1293453A1 (en) * 1985-01-07 1987-02-28 Организация П/Я М-5273 System for stabilizing parameters of photoelectric transducer mounted on space vehicle
US6144031A (en) * 1997-04-21 2000-11-07 Inframetrics Inc. Infrared video camera system with uncooled focal plane array and radiation shield
RU10879U1 (en) * 1998-12-28 1999-08-16 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "ОРИОН" COOLED PHOTO RECEIVER
RU2189666C1 (en) * 2001-02-02 2002-09-20 Государственное унитарное предприятие "Альфа" Multichannel cooled photodetector unit
RU60271U1 (en) * 2004-04-21 2007-01-10 Юрий Егорович Николаенко THERMOELECTRIC MODULE
KR20110024357A (en) * 2009-09-02 2011-03-09 국방과학연구소 Black body assembly for calibration of infrared detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2018125452A (en) VACUUM INSULATOR IN THE CHAMBER FOR STORAGE OF FOOD PRODUCTS AND METHODS OF ITS PRODUCTION AND USE
TR201818852T4 (en) Layer arrangement for heat exchanger.
TN2015000125A1 (en) THERMAL EXCHANGER FOR THERMAL STORAGE SYSTEM
RU175877U1 (en) CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE
BR112016000686A8 (en) solar radiation absorber body for a concentrated solar energy system and method of manufacturing a solar radiation absorber body
US20200173725A1 (en) Finned Heat-Exchange System
RU2539791C1 (en) Cooled photodetector base
US9184363B2 (en) Power generator
WO2013183067A3 (en) An improved heat collection element for linear collector
EP3311143B1 (en) Optical elements in gas sensors
RU2005129502A (en) METHOD FOR THERMAL NON-DESTRUCTIVE TESTING OF THE RESISTANCE OF HEAT TRANSFER OF BUILDING STRUCTURES
EP3047521A1 (en) Variable heat conductor
HRP20171347T1 (en) Wall or ceiling cladding
CN110475466A (en) A kind of air-cooled radiator and electrical equipment
US20180010827A1 (en) Dual Heat Pipe Thermoelectric Cooler
US20190086157A1 (en) Cooling system, cooler, and cooling method
RU2548707C1 (en) Gravitational heat pipe with thermoelectric converters (versions)
RU2007139589A (en) SUPERCONDUCTING CABLE
RU2651096C1 (en) Thermoelectric intensifier of heat transfer between media flows with different temperatures
KR101367762B1 (en) Side shield of crucible for manufacturing sapphire ingot
ATE550705T1 (en) VARIABLE THERMAL RESISTANCE SYSTEM
KR20140096926A (en) Waste heat generator using thermo-electric elements
KR101579692B1 (en) A hermetically sealed radiation member having a bellows structure
RU2651700C1 (en) Thermoelectric heat transfer intensifier between media streams with a different temperatures
US9689623B2 (en) Composite structure of flat heat pipe and heat conduction device thereof