线性斯特林制冷机在整个工作过程中, 输入正弦交流电的频率精度是直接影响线性斯特林制冷机振动的重要因素。尤其是对于单活塞线性斯特林制冷机而言, 输入的正弦交流电频率精度将直接影响到与之相连的动力吸振器的减振性能。基于此, 本文在线性斯特林制冷机逆变器的研究基础上, 通过对 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)波生成方法、逆变电路中 MCU(MoneyWise Credit Union)时钟频率及滤波电路中截止频率、电容和电感等多个参数的分析, 得到了开关数和频率精度之间的关系。根据实际应用的要求, 线性斯特林制冷机逆变器输出实际频率与目标频率误差不得超过 ±0.1Hz, 频率精度则需要求控制在± 0.1%以内。所以在该应用条件下, 本文在单片机 MCU频率为 72 MHz时找到了满足合适需求的开关次数在 1400～2400之间, 其对应的频率精度均小于±0.1%。

当前，对于吸振器和单活塞线性斯特林制冷机振动系统的研究，几乎都是在已知制冷机进行某种固定安装方式的正定模型上进行的。而这种正定方法由于缺乏对制冷机和吸振器系统固有频率的分析，当改变系统的安装方式后，可能会产生共振并减小吸振器的减振效果。基于此，本文将对制冷机和吸振器振动系统在未进行任何安装时的半正定模型进行理论分析，并通过悬挂测试法对制冷机适配吸振器前后进行振动实验。由此得到了系统在半正定模型下的理论固有频率值为 78.6Hz。而通过实验可发现，受吸振器实际加工和装配的影响，系统的固有频率随吸其刚度的增大而增大，其增大的范围在 78.1～80.8 Hz之间。

数值计算是**效应与毁伤评估研究的重要途径，其作用集中体现在指导试验设计、优化方案，拓展试验结果及作为理论与试验研究的补充手段三方面。由国外**效应数值计算软件的基本特点与国内效应计算软件的发展现状可知，国外商业软件的突出优势是研发力量强、操作方便、计算精度与结果可靠性高，前、后处理软件丰富，且计算并行化。从总体上看目前我国数值计算仍受制于人，在基础数据、求解规模、计算能力、二次开发四方面发展相对滞后; 基于开源数值计算软件包进行二次开发是迅速缩小与国外成熟软件差距的有效途径。

单活塞线性斯特林制冷机由于其降温速度快、质量小和可靠性高等特点，目前正广泛用于红外探测器中，但是由于压缩机运行时产生的振动会严重影响探测器成像质量，所以在振动抑制方面动力吸振器的使用成为单活塞线性压缩机的最佳减振方式。基于此，本文首先论述了动力吸振器在单活塞线性压缩机减振方面的作用，并举例介绍了当前单活塞线性压缩机用动力吸振器的基本结构。为了不失理论分析的一般性，在动力吸振器与压缩机振动模型的理论计算中引入了几个重要的无量纲参数。最后在此基础上，利用 Matlab软件对动力吸振器与压缩机模型进行振动幅频特性仿真。

微机电系统 MEMS（micro-electro-mechanical system）是一种集合了微电子与机械工程技术的新型高科技装置，其制造工艺可以进行最小至纳米尺度的加工以及高度集成化的微型制造。其产品微小体积、高度集成化以及高性能高产热的特性也决定了其需要匹配相应的制冷解决方案，本文重点阐述了基于 MEMS制造工艺并同时应用于 MEMS产品的微型制冷器的工作原理、性能及发展趋势。分别分析了微型半导体制冷器以及微型节流制冷器各自的优势和不足，对微型制冷器的未来发展提出了建议。

线性压缩机目前是长寿命斯特林制冷机和高温斯特林制冷机常用的压缩机。本文首先分析了阻尼系数在压缩机运行过程中对压缩机的影响, 然后对线性压缩机阻尼系数测试方法进行了理论分析, 最后对昆明物理研究所线性压缩机的阻尼系数进行了测试分析。通过理论分析给出了线性压缩机的阻尼计算方法, 并搭建真空实验平台测试出压缩机的阻尼系数。对昆明物理研究所 SCI09H制冷机的线性压缩机和 SCI15H制冷机的线性压缩机进行了阻尼测试, 测试结果表明不同线性压缩机的阻尼系数并不完全相同。

由于脉冲管制冷机冷端没有运动部件, 具有可靠性高、寿命长、振动小等优点, 非常适合应用于空间领域。本文介绍了一款微型脉冲管制冷机的基本结构、数值模拟和实验性能, 其线性压缩机采用动磁式结构, 板弹簧支撑和间隙密封技术, 膨胀机的蓄冷器和脉冲管为同轴型布置, 这种结构使冷头与器件之间的耦合非常方便。使用 SAGE软件对脉冲管制冷机的调相机构进行数值模拟, 并对模拟结果进行实验验证。

回热器为回热式低温制冷机的主要部件之一, 其结构直接影响制冷机的性能。本文分析了分层填充回热器对制冷机性能的影响, 在此基础上, 结合回热器模拟软件 REGEN3.3的仿真结果, 设计了线性斯特林制冷机的分层填充回热器结构, 并做了实验验证。实验结果表明, 回热器采用适当的分层方式能大幅度提高制冷机的性能。该制冷机与优化前相比, 降温速度提升了 14%, 整机效率提高了 37.5%。

以石英基片为衬底,采用真空热蒸发法,通过调控衬底温度制备出了具有微柱结构、柱径在μm量级、厚度约17　μm的γ-CuI超快闪烁转换屏.在X射线激发下,所制备的γ-CuI超快转换屏具有峰位在430 nm的快成分发射峰和峰位在700 nm的慢成分发射带,其中快成分发射峰占总发光的主要部分;随着衬底温度由170　℃升高至210　℃,转换屏430 nm发射峰的强度会逐渐减弱,而700 nm发射带的强度则逐渐增强,这可能是由于较高的衬底温度会造成碘流失从而引起转换屏中碘空位增加、铜空位减少所致(Cu/I增大),碘流失的假设得到了卢瑟福背散射实验的验证.γ-CuI超快转换屏的晶体结构呈(111)晶面择优取向,且不随衬底温度而变化,当衬底温度升高至210　℃时,由于CuI分子获得的动能增加,转换屏还会出现微弱的(220)和(420)晶面的取向.当衬底温度由170℃增至190　℃时,转换屏的微柱结构会随之优化,微柱结构明显,但当衬底温度进一步增至210　℃时,由于表面扩散和体扩散效应加剧,微柱结构会随之退化.最后,采用刃边法测量了所制备γ-CuI转换屏的空间分辨率,结果显示170,190和210　℃衬底温度条件下所制备的转换屏,其空间分辨率分别为:4.5,7.2和5.6 lp·mm-1,微柱结构有助于提高转换屏的空间分辨率。

对气动分置式膨胀机振子进行运动分析和实验验证，说明随气动杆面积增加，振子相角减小、振幅增加；将直连结构与气动杆结构制冷机性能进行对比，介绍了阶梯轴面积比会影响制冷机的压缩机和膨胀机匹配，实际研发中应结合压比、相角、振幅几方面确定阶梯轴面积；分析了阶梯轴结构膨胀机的宽频工作特性。