[发明专利]大面阵红外探测器在冷平台上的组装结构及其组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器芯片封装技术，具体指一种大面阵红外焦平面探测器在微型杜瓦的冷平台上的组装结构及其组装方法，它适用于大面阵红外焦平面探测器芯片的微型杜瓦封装。

背景技术

高空间分辨率红外遥感仪器是红外预警、搜索、跟踪系统的核心部件。提高空间分辨率的方法一般有两种，一是提高红外探测器的光电性能，提高探测灵敏度，以获取更多信息；二是增加红外敏感元数量，即在相同高度、相同刈幅的遥感仪器，敏感元越多，其空间分辨越高。因而大面阵红外焦平面组件制备技术在航天、航空红外领域有着重要意义。随着波长向长波扩展和探测灵敏度的提高，大面阵红外焦平面探测器必须在深低温下才能工作。由于机械制冷具有结构紧凑、体积小、重量轻、制冷量大、制冷时间短、制冷温度可控范围大等优点，目前该类探测器在空间应用中大多采用机械制冷方式。这样也使得其应用时大多采用杜瓦封装形成大面阵红外焦平面杜瓦组件。

为了快捷灵敏的搜索、跟踪目标，要求红外焦平面探测器组件能迅速降到工作温度点后开始工作。而且大面阵红外焦平面探测器一般都带有较大滤光片及其支撑，同时为了降低背景噪声，提高探测器性能还带有冷屏。带滤光片和冷屏的大面阵红外焦平面探测器的热容量直接关系到红外焦平面探测器组件的降温时间。

由于大面阵红外焦平面杜瓦组件在航天、航空红外领域的重要意义，关于大面阵红外焦平面在微型杜瓦内组装结构介绍比较少。中国专利的一种用于红外焦平面探测器的微型低温金属杜瓦(专利号200520043286.8)中，采用的方案是微型滤光片胶接在冷屏上，再通过了螺钉固定在杜瓦的冷头上。其优点为结构简单，冷屏既是安装微型滤光片的支撑架，也为芯片提供一冷背景。但其应用到大面阵红外焦平面探测器上，会存在如下问题：1)对有效视场外和经光学镜筒反射的杂散光的抑制效果较差；2)采用螺钉固定结构，使得杜瓦的冷平台质量偏重，增加杜瓦的热容量，影响降温时间；3)当红外光学系统的出筒的位置与探测器的光敏元之间的距离较远时，这种结构很难同时满足滤光片的低温和光学距离的要求。根据James Rutter，Dave Jungkman，James Stobie，et.al，“A multispectral Hybrid HgCdTe FPA/Dewar Assembly for Remote Sensing inthe Atmospheric Sounder(Airs)”，SPIE.Vol.2817.pp200-213文献报告，其滤光片安装在一个支架，同时再安装单筒冷屏。它们都是通过螺钉机械固定的方式安装在杜瓦的冷平台上。其的优点是可以安装多个通道的微型滤光片，但同样存在中国专利200520043286.8所述的前两个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大面阵红外焦平面探测器在微型冷平台上的组装结构及其组装方法，来解决大面阵红外焦平面探测器芯片的微型杜瓦封装中热容量大导致降温时间长和杂散光有效的抑制的问题。