在野外便携式高灵敏度红外探测应用中，制冷系统需同时满足低机械振动、长时间连续运行和小型化等要求。传统液氮杜瓦系统体积较大且依赖低温液体补给，闭式斯特林制冷机因运动部件存在机械振动问题，而开式微型焦耳-汤姆孙（MJT）制冷系统的连续运行时间则受限于固定气瓶的容积。

针对上述挑战，研究团队提出了一种由0.5 L主气瓶和0.1 L缓冲气瓶组成的双气瓶供气架构，研制出尺寸仅为198 × 153 × 294 mm³的微型气体管理系统，实现了系统低温稳定运行期间主气瓶的原位安全更换。该系统将连续运行时长与固定系统体积成功解耦，可根据实际任务需求通过更换备用气瓶灵活延长制冷时间。性能测试表明，该系统可通过九次原位换瓶，在127 ± 1 K的温区下实现超过10 h的连续稳定制冷。在通气运行状态下，冷头振动幅值仅为0.036 μm RMS，与被动式液氮杜瓦系统相当。在搭载HgTe胶体量子点中波红外探测器后，系统在102.5 K下的光暗电流比超过14:1，充分验证了其在高灵敏度红外探测领域的应用潜力。

近日，仇旻团队博士生裴海月作为第一作者发表以"A miniaturized low-vibration cryogenic cooling system enabling continuous operation via in-situ gas cylinder replacement"为题发表在期刊 Cryogenics。

原文链接：http://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2026.104445