紅外制冷探測器冷光闌的偏振型透射式擋光環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及紅外制冷探測器冷光闌中的擋光環(huán)，特別涉及紅外制冷探測器冷光闌中的偏振型透射式擋光環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外成像光學(xué)系統(tǒng)在航天、軍事、醫(yī)學(xué)等方面獲得了越來越多的應(yīng)用。在紅外制冷探測器中，雜散輻射會導(dǎo)致系統(tǒng)的像對比度降低、丟失目標(biāo)高頻信號以及色彩失真等，從而影響探測器的空間探測距離及分辨能力。因此，對于高精度紅外制冷探測器而言，雜散輻射的抑制就顯得尤為關(guān)鍵。
[0003]在紅外制冷探測器中，由于探測的是紅外輻射，探測器在接收輻射時，目標(biāo)以外的區(qū)域都會輻射能量，尤其是冷光闌外部未被制冷的金屬件，因而會對探測器造成干擾。為了避免這類問題，通常會在探測器芯片前放置冷光闌，以此來限制雜散輻射能量的傳輸。冷光闌，即傳統(tǒng)意義上的冷屏，是杜瓦中的一個重要組件，主要起限制視場作用，減少背景光通量，降低背景噪聲，從而提高探測器芯片的信噪比。此外，通過在冷光闌內(nèi)部合適的位置添加擋光環(huán)結(jié)構(gòu)，可以對進(jìn)入其內(nèi)部的視場外雜散輻射進(jìn)行多次散射，減少到達(dá)探測面的雜散輻射能量，從而提高組件的成像質(zhì)量。
[0004]通過在冷光闌內(nèi)部添加合適的擋光環(huán)結(jié)構(gòu)，使視場外的雜散輻射在擋光環(huán)之間多次散射，從而有效衰減到達(dá)探測面的雜散輻射能量，提高探測器的信噪比，進(jìn)而提升紅外制冷探測器的靈敏度。擋光環(huán)一般采用高吸收的材料，用來吸收到達(dá)其表面的雜散輻射，并增加雜散輻射在到達(dá)探測面前的反射或散射次數(shù)，以促進(jìn)其能量衰減。實際應(yīng)用中的擋光環(huán)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不能實現(xiàn)對雜散輻射的完全吸收，不利于紅外制冷探測器信噪比的提升，限制了高靈敏度紅外探測器的應(yīng)用。
[0005]因此，有必要提供一種可對雜散輻射實現(xiàn)高吸收率的擋光環(huán)結(jié)構(gòu)，該擋光環(huán)結(jié)構(gòu)可有效提高對雜散輻射的吸收能力，減少表面反射和散射的雜散輻射能量，且結(jié)構(gòu)簡單輕巧，加工工藝可操作性強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種紅外制冷探測器中冷光闌的偏振型透射式擋光環(huán)，該擋光環(huán)相對于傳統(tǒng)擋光環(huán)結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的吸收性能和更輕的體量，可有效抑制雜散輻射在擋光環(huán)上發(fā)生二次散射后散射的能量，進(jìn)而提高紅外制冷探測器的信噪比和探測靈敏度。
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種紅外制冷探測器冷光闌的偏振型透射式擋光環(huán)，該擋光環(huán)按照紅外制冷探測器冷光闌的擋光環(huán)設(shè)計原則確定內(nèi)外徑尺寸和安裝位置，該擋光環(huán)由兩片線性薄膜偏振器膠合而成，兩片線性薄膜偏振器的透光軸相互垂直以實現(xiàn)消光。所述線性薄膜偏振器為圓環(huán)狀透射式平片，工作波長與紅外制冷探測器的工作波長相匹配。相對于介質(zhì)偏振器，線性薄膜偏振器的損傷閾值和消光比更高，全波段消光比大于1000:1，紅外波段大于10000:1。
[0008]進(jìn)一步地，在線性薄膜偏振器非膠合面鍍增透膜以減少表面反射，增加雜散輻射吸收率。
[0009]進(jìn)一步地，將該擋光環(huán)的側(cè)邊磨為毛面并噴涂黑墨，以減少擋光環(huán)側(cè)邊反射的輻射能量。
[0010]進(jìn)一步地，線性薄膜偏振器的基底為鈉水玻璃，基底厚度可根據(jù)整體尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求確定，一般小于lmrn。
[0011 ]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、充分利用線性薄膜偏振器的偏振吸收效應(yīng)，高效吸收入射的雜散輻射，所述的偏振型透射式擋光環(huán)的吸收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通擋光環(huán)對雜散輻射的吸收率；
[0013]2、所述的偏振型透射式擋光環(huán)對正反雙面入射的雜散輻射均可高效吸收；
[0014]3、所述的偏振型透射式擋光環(huán)鍍有增透膜，表面反射率低，增加了擋光環(huán)的吸收效率；
[0015]4、所述的偏振型透射式擋光環(huán)厚度小，對側(cè)邊進(jìn)行了打毛涂黑處理，降低了側(cè)邊反射率；
[0016]5、所述的擋光環(huán)設(shè)計方法簡單，結(jié)構(gòu)輕巧，吸收效果出色，適合于高冷光闌效率、高靈敏度的紅外制冷探測器使用。
【附圖說明】
[0017]圖1是紅外制冷探測器冷光闌的擋光環(huán)設(shè)計方法示意圖；
[0018]圖2是紅外制冷探測器冷光闌的偏振型透射式擋光環(huán)側(cè)視圖；
[0019]圖3是裝配完成的包含四片偏振型透射式擋光環(huán)的紅外制冷探測器冷光闌結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是偏振型透射式擋光環(huán)與傳統(tǒng)擋光環(huán)對雜散輻射的吸收能力的定量對比圖；
[0021]圖中，一號擋光環(huán)1、二號擋光環(huán)2、三號擋光環(huán)3、四號擋光環(huán)4、冷光闌結(jié)構(gòu)體5、冷光闌開口 6、探測器面7。
【具體實施方式】
[0022]以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型中實現(xiàn)高效吸收雜散輻射的偏振型透射式擋光環(huán)的實施方式和設(shè)計原理。
[0023]本實用新型設(shè)計的偏振型透射式擋光環(huán)是應(yīng)用于高靈敏度紅外制冷探測器的，目的是使紅外制冷探測器冷光闌中的擋光環(huán)既具有輕薄的體量，又能顯著提高其對雜散輻射的吸收能力，抑制雜散輻射在擋光環(huán)上發(fā)生二次散射后出射的能量，實現(xiàn)較高的冷光闌效率，進(jìn)而提高紅外制冷探測器的信噪比和探測靈敏度。
[0024]本實用新型的實施方式是，選取兩片透光軸方向相互垂直的線性薄膜偏振器，切割成符合紅外制冷探測器冷光闌設(shè)計原則的擋光環(huán)形狀并兩兩膠合，裝配到設(shè)定位置，完成擋光環(huán)的制作和裝配。
[0025]所述的擋光環(huán)由圖1所示的設(shè)計原則確定其通光尺寸和安裝位置，環(huán)面外徑由其安裝位置和紅外制冷探測器的冷光闌形狀及開口大小共同確定。下面結(jié)合圖1說明擋光環(huán)基本設(shè)計原則:首先確定紅外制冷探測器的探測面對角線長度BD和冷光闌結(jié)構(gòu)參數(shù)及二者相對位置即AC與BD之間的距離;連接BM，CD，過二者交點P作平行于AC的線段與冷光闌壁輪廓線相交，由此獲得一號擋光環(huán)I的尺寸和位置;連接A和一號擋光環(huán)I的P點并延長，交冷光闌壁輪廓線于N，連接NB，與⑶相交，重復(fù)上述步驟，可獲得二號擋光環(huán)2的尺寸和位置；以此類推，可以獲得任意形狀的冷光闌相對應(yīng)的擋光環(huán)組合，包括擋光環(huán)數(shù)量，每片擋光環(huán)的位置及相應(yīng)口徑。根據(jù)冷光闌實際設(shè)計要求，確定擋光環(huán)數(shù)量N。<