焦平面探测器是成像系统的核心部件,是实现探测、识别和分析物体信息的关键,在军事、工业、交通、安防监控、气象、医学等各行业具有广泛的应用。在航天工程和宇宙探索等需求的牵引下,红外成像探测器向大规模、多波段、高温等方向发展。受材料、器件工艺、成品率等因素的限制,单个焦平面模块还不能满足红外遥感等系统的需求,通过多芯片、模块化拼接成更长线列或更大面阵的方式,已经成为实现长线列和大面阵探测器组件的技术途径和发展趋势。在组件内对多个波段集成可以效避免外界环境的干扰,并且便于获取更丰富、更精准、更可靠的探测目标信息。因此,发展多芯片、模块化的集成技术具有重要的工程意义和应用价值。本文针对光学遥感系统等对近室温焦平面探测器的大规模、多波段的需求和近室温焦平面模块的特点,通过多个模块拼接和多个波段集成的封装方式,设计并研制集成多波段或多模块拼接的热电致冷组件。围绕多模块拼接、多波段集成的杂光抑制和光谱定量化、热电致冷器集成的冷面控制等关键技术开展了深入的研究工作。形成的创新性结果如下:1)利用激光影像仪的高精度非接触检测功能和基于压电陶瓷的精密位移控制技术建立了一套三维定位控制系统,分析验证了系统测试误差。采用标准器验证了激光影像仪XYZ最大测试误差小于2μm,重复精度小于0.6μm,光源亮度对测量精度和重复度有一定的影响,成像越清晰,测量重复精度越高;待测样品的粗糙度和测试环境的洁净度对测量重复度影响较大,零件粗糙度越小,测量环境的空气净化等级越高,重复精度越小,对不同样品的评价测试表明,系统的重复精度优于2.8μm。2)在调节方法上,提出了采用三点支撑调节技术开展多个模块的高精度调节,并利用填充胶实现焦平面模块的最终固定的方法。模块间的温度差与胶层厚度、焦平面模块的焦耳热成正比,当焦平面模块功耗1W时,胶层厚度差每增加10微米,则温度梯度增大0.37℃;同样的,当胶层厚度差为30μm时,功耗每增加0.1W,则温度梯度增大0.11℃。拼接后的焦平面模块三维精度控制在:X向±5μm,Y向±5μm,Z向±8μm（包含焦平面固有的±5μm的平面度）,并成功应用到HY-1紫外成像仪等项目中。3)在杂光抑制方面,提出了在芯片上金属强反射区进行光学遮挡、在波段间进行机械隔离的方式将相邻的波段进行物理隔离、设置黑化的防杂散光光阑相结合的方案,效果明显。波段间光谱串扰从8%降到4%以内,光谱带外响应分别从3.2%和6.5%下降低至0.18%和0.78%,获得了满足“矩形”光谱定量化的要求,双波段的光谱定量化控制水平与国际先进水平相当;对芯片间隔为0.8mm的双波段芯片研究表明,当滤光片到芯片间的间距从0.65mm缩短至0.4mm,并进行电极减反处理和滤光片黑化处理后,光学串音从13.8%和30%下降至不可测。4)在温度控制方面,获得了适用不同场合的热电致冷器安装方式。明晰了几种热电致冷器安装方式的空洞率、冷面温度实现情况和热量传输情况,分别用单个热电致冷器和多个热电致冷器拼接的技术,实现了热电致冷器的热量传输和集成热电致冷的冷面的温度均匀性在±0.4℃以内;对于内置大功率热电致冷器的模块拼接技术,通过三点支撑式调节后,用柔性的高导热传输方式,实现了70W功率下热量的稳定传输。5)研制了集成多波段多焦平面模块拼接的组件,搭建了低温面型测试评价装置,并开展了测试验证。多模块焦平面低温下平面度与室温下基本一致;通过在滤光片拼缝上端增加光束阻隔的中光阑,将小光点测试中,相邻波段的信号非正常响应峰分别从2%和1.4%降至无异常响应峰,通过对重要面表面处理工艺的改进,使得信号响应非均匀性降至原来的50%,大大改善了非均匀性;对组件开展20g正弦振动,19g随机振动,50次制冷机开关机试验,试验前后芯片性能、拼接指标、温度参数等指标无明显变化,通过了环境试验考核。