脉冲管制冷机作为一种新型机械式低温制冷机，由于低温端无运动部件，具有结构简单、机械振动小、可靠性高、寿命长等优点，特别是在抗电磁干扰、降低振动和长寿命方面优势明显。已引起世界各国的广泛重视，成为小型低温制冷技术研究中的热点。　　 空间对地观测的中长波红外器件需要40-80K的工作温度。要提高红外探测的分辨率和对云雾的穿透能力，向超长波(＞13μm)方向发展是必然趋势，这就要求工作在更低的制冷温度。因此作为其冷源的低温制冷机向深低温(40K以下温区)方向发展是必然趋势。　　 高频脉冲管制冷机具有独特的优点和广泛的工程应用背景，实用化是其必然发展趋势。本文针对深低温高频脉冲管制冷机实用化过程中存在的问题，进行了理论分析和实验研究，取得了一定的进展和成果。　　 1.对深低温高频脉冲管制冷机的工作过程进行理论分析和计算。提出高频脉冲管制冷机的一种简化设计方法；从蓄冷器换热损失和蓄冷器流动损失入手，对高频条件下低温蓄冷器工作过程进行了分析，在分析的基础上，对填充不同目数丝网的蓄冷器性能进行了数值模拟。提出了复合填料可能是更为有效的填充方式，从而可以获得更低的制冷温度。　　 2.建立了高频单级U型脉冲管制冷机实验台。2004年，实验样机获得了33K的最低制冷温度，为国内首次获得40K以下温区的高频单级斯特林型脉冲管制冷机，并在40K有420mW的制冷量，为我国高频脉冲管制冷机在深低温领域的应用奠定了基础。　　 3.对线性压缩机和脉冲管冷指之间的力学匹配耦合进行了分析。得出线性压缩机本身存在一个最佳谐振频率，实验表明，高频脉冲管制冷机整机最佳工作频率和充气压力随制冷温度变化而变化。并指出在同一台线性压缩机驱动条件下，可以采用惯性管调相方式可以改善压缩机和脉冲管冷指之间的频率优化耦合，从而提高高频脉冲管制冷机在40-80K温区的制冷效率。　　 4.分析双向进气调相方式对深低温高频脉冲管制冷机研制的作用。提出一种新型串联和并联结构的双向调节阀，与小孔调相方式相比，其最大温降达到18K。在此基础上，指导了双向喷嘴的设计改进，取得了较好的实验结果，为实用化的喷嘴设计打下了基础。　　 5.建立了高频两级脉冲管制冷机实验台。实验样机PT2-2和PT2-4的最低制冷温度分别达到了24K和16.1K，在此基础上提出了一种新型的蓄冷器同轴布置两级脉冲管制冷机的结构形式，为10K以下温区高频脉冲管制冷机的探索提供了新的研究途径。　　 6.应用高频脉冲管制冷机冷却量子阱超长波红外器件。本文针对高频脉冲管制冷机与量子阱红外器件耦合过程中冷端漏热损失影响、热端温度对制冷机性能的影响以及量子阱红外器件双温区热耦合等问题进行了理论分析和实验研究。与中国科学院上海技术物理研究所合作，成功利用一台高频单级脉冲管制冷机冷却量子阱红外器件至38.5K低温，并成功进行了成像试验，表明了高频脉冲管制冷机具有冷却超长波红外器件的新的应用前景。