二级制冷光子器件是列车轴温红外智能探测系统(THDS)的核心部件,其性能稳定性与可靠性直接关系到系统的可靠运行,关系到列车的运行安全。目前,公司内该类型红外探测器只有在安装进光子探头,在生产测试过程中才能观察到器件的性能参数,尚未有可以在安装前进行批量检测其性能的测试设备。生产中极易因器件性能参数不符合要求或不稳定导致延误生产周期,甚至导致设备故障,而无法高效合理地安排生产流程。二级制冷光子器件筛选老化平台是采用微弱信号放大技术和铂电阻温度转换技术,开发研制探测器测量的设备,其目的在于对安装前的二级制冷光子器件的内部温度和信号输出进行批量测量,以及老化处理。通过对二级制冷光子器件构造和性能的研究,对该测量设备提出了具体的研制目标,并据此对器件性能参数测量电路进行设计研究。二级制冷光子器件筛选老化平台的研制对明确二级制冷光子器件性能、提高生产效率、确保产品合格率具有重要意义。论文围绕二级制冷光子器件性能检测及老化处理的关键技术,主要设计了用于测量二级制冷光子器件内部器件温度及放大输出信号的电路,研制了一台光子器件测量及老化设备。主要研究内容如下:(1)针对二级制冷光子器件在列车轴温红外智能探测领域的应用情况、检测方法的现状和各项性能指标,阐述了二级制冷光子器件的构成、工作原理以及在THDS-A系统中的应用,分析了二级制冷光子器件筛选老化平台的研制意义。(2)阐述了二级制冷光子器件在红外系统生产中所需的参数指标,论证了各项参数对器件最终测温效果的影响,提出把二级制冷光子器件的制冷效果(即器件温度)、输出信号的漂移和噪声作为器件性能的主要衡量标准,和测试目标。(3)针对二级制冷光子器件性能检测所需的温度转换电路和小信号放大电路,确定了各个电路所需达到的功能及要求;详细论证了器件内测温元件-铂电阻的温度转化电路设计要求,确定了效果最优的电路,通过对多个电路进行长时间的老化标定,确定了电路性能和可靠性。(4)阐述了二级制冷光子器件测试箱的要求和结构,明确了各电路模块和可同时老化测量的器件数量;确定了二级制冷光子器件的散热方式、设备供电以及测量环境;并对设备输出数据的采集和软件需求、界面组成提出明确要求。