Ultra-sensitive photodetectors on-board space missions need very low temperatures to keep a good resolution. Cryo-coolers, such as pulse-tubes, help maintaining these conditions within a cryostat. In return however, they generate micro-vibrations. These micro-vibrations dissipate enough heat to cause temperature fluctuations at the detector's support, thus lowering the detector's resolution. The first objective is to establish a test bench almost from scratch. The test bench includes a dummy representing the detector's support. The next objectives is to verify that we can measure heat dissipation at the dummy, corresponding to very low values of power ; and finally, to find a link between mechanics and heat dissipation. The dummy consists of a mass suspended by Kevlar chords and is mounted on the cold plate of a cryostat. From the cryostat enclosure, we were able to generate micro-vibrations at the suspended mass and to carry out acceleration and temperature measurements. At 4 K, we were able to measure heat dissipation only around the suspended mass resonance modes. As a first quantitative result, we found that an acceleration of thousands µg (g is the gravitational acceleration) on the cold plate dissipates hundreds of nano-watts. However, these are preliminary results and we will need to improve the test bench for future measurement campaigns. / Ultrakänsliga fotodetektorer ombord rymduppdrag behover mycket låga temperaturer för att hålla en rätt upplösning. Kryokylare, såsom pulse-tubes, hjälper att upprätthålla dessa förhållanden i en kryostat. I gengäld genererar de dock mikrovibrationer. Dessa mikrovibrationer släpper ut tillräckligt med värme för att orsaka temperatursvängningar vid detektorns stöd, vilket sänker detektorns upplösning. Det första målet är att upprätta en testbänk från grunden. Testbänken innehåller en dummy som representerar detektorns stöd. Nästa mål är att kontrollera att vi kan mäta värmeavledning vid dummy, vilket motsvarar mycket låga effektvärden. Sista mål är att hitta en länk mellan mekanik och värmeavledning. Dummy består av en massa som är upphängd av Kevlar och är monterad på en kryostats kallplatta. Från kryostathöljet kunde vi generera mikrovibrationer vid den upphängda massan och genomföra accelerations- och temperaturmätningar. Vid 4 K kunde vi bara mäta värmeavledning runt upphängda massans resonanslägen. Som ett första kvantitativt resultat, upptäckte vi att en acceleration på tusentals µg (g är tyngdaccelerationen) på kylplattan försvinner hundratals nanowatt. Detta är dock preliminära resultat och vi kommer att behöva förbättra testbänken för framtida mätkampanjer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-293485 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Witwicky, Julien |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:017 |
Page generated in 0.002 seconds