激光与红外

作者：侯辉辉

单位：1.中国电子科技集团第二十七研究所,河南 郑州 450047；2.华北水利水电大学,河南 郑州 450045；

关键词：光电探测设备;结构设计;热设计;热-固耦合仿真;共轭传热仿真

光电设备日益追求一体化、小型化、轻量化的设计目标,合理的结构设计、热设计是保证光电设备使用性能的重要前提。本文针对一种三光融合光电探测设备,首先在满足严苛的重量、尺寸指标前提下对其进行结构设计、热设计；其次,考虑设备使用高低温环境,使用力学仿真的方法对多光轴探测系统的光轴平行性进行了评估；再次,采用有限元仿真的方法对光电设备整机进行了热分析,并提出了三项整机散热设计优化措施:增加内风机、增加外部散热结构及增加激光雷达传导散热路径；最后,采用整机力学试验及高低温试验的方法来验证设计的合理性。有限元仿真及试验结果表明,该光电设备结构设计合理,可适应振动、冲击等机械环境；高低温环境下,光学负载间光轴的相对偏转量不大于05mrad,满足设备使用光轴平行性要求；整机热设计优化前,其内部光学探测负载均存在热失效的风险,热设计优化后设备内部各组件的最高工作温度分别下降194、208、116、305,极大降低了高温环境下光学负载热失效风险,提高了设备的可靠性。该光电探测设备设计方法可为紧凑、密闭光电设备的设计提供指导。

来源：2026年第1期

《激光与红外》期刊编辑部

查看激光与红外杂志2026年第1期