随着我国空间技术的发展,红外遥感仪器向着高灵敏度和高分辨率发展。红外遥感仪器的两个重要性能指标为视场和分辨率。视场扩大可以增加仪器的观测范围,分辨率提高可以改善仪器的成像质量。在研制高分辨大视场光学系统中,为了克服视场和分辨率存在矛盾,解决的途径之一为采用高分辨效率、超大规模红外焦平面探测器组件。超长线列30000元和超大面阵4K×4K探测器组件已成下一代空间遥感仪器的核心元件。随着波长向长波扩展和探测灵敏度的提高,红外探测器必须在深低温下才能工作。由于机械制冷具有结构紧凑、体积小、重量轻、制冷量大、制冷时间短、制冷温度可控范围大等优点,目前该类探测器在应用中大多采用机械制冷方式。冷源多为单点制冷机的冷指,如只对探测器模块上一点进行冷却,势必会使其它地方的温度偏高,为了保证探测器性能的一致性,探测器的温度均匀性需要最大温差小于2K;另外,斯特林制冷机膨胀机内的运动部件引起了冷指产生振动,为了使对振动非常敏感的后光学系统与振动隔离,必须在探测器与冷指之间采用柔性的传热方式。制冷型超大规模红外探测器与单点冷源低温耦合技术是超大规模红外探测器组件工程化应用的核心技术。目的是研究在热辐射和固体传导复合场下红外探测器与单点冷源的冷量传输机理,寻求超大冷平台温度均匀化的实现方法,以便超大红外探测器与单点冷源热耦合特性进行理论评价,使红外探测器组件在严酷的空间环境下具有更高可靠性能。本文针对8K元超长线列红外探测器组件结构,提出一种基于关键点温度得到整个组件热负载和辐射热的方法。利用ANSYS有限元仿真对Ⅰ型Ⅱ型两种型号的8K元超长线列红外探测器组件进行了温度场仿真,利用上述方法计算得到了模拟的热负载和辐射热。针对Ⅰ型8K元超长线列红外探测器组件,改变仿真条件,分析了上冷屏辐射,上冷屏的材料,上冷屏安装面的接触热阻,上冷屏的尺寸对整个组件热负载和辐射热的影响,结果得到上冷屏材料热导率越低,上冷屏安装面接触热阻越大,上冷屏尺寸越大,整个组件的热负载和辐射热越小。在Ⅰ型8K元超长线列红外探测器组件上关键点位置布置总共14个测温二极管,通过实验进行验证,得到结果与模拟结果一致。针对Ⅱ型8K元超长线列红外探测器组件,利用ANSYS有限元仿真分析了柔性冷链,上下冷屏的辐射,支撑的固体传导,优化后的支撑对冷平台温度均匀性的影响,结果得到上下冷屏的辐射越小,支撑的固体传导漏热越小,冷平台的温度均匀性越好。在Ⅱ型8K元超长线列红外探测器冷平台上布置8个测温点对上述条件进行验证,得到结果基本与模拟结果相符。利用低温应变片搭建了一套能够测试低温下应变片在试件上热输出的装置。利用上述装置提出一种测试探测器芯片在杜瓦组件中受到应力的方法。通过实测,得到了低温应变片在常用低温材料不锈钢、无氧铜、单晶硅试件自由状态下的热输出。以2K×512探测器组件为模型,得到了探测器芯片在低温下的应变,以此应变计算应力。最后得到了探测器芯片在液氮中(77K)时裂片的极限应变并应变计算应力,证明在2K×512探测器组件中探测器芯片的应力处于能够正常工作的状态。