[发明专利]红外线辐射检测器

说明书

技术领域

本发明涉及红外线检测器的领域，更具体地，涉及在低温下，即通常在50开氏温度(K)至200开氏温度(K)下工作的那些红外线检测器。

所述低温红外线检测器的工作基于量子原理(quantum principle)，并且它们通常与真空密封壳体(低温恒温器)相关联。实际的检测器本身由与读出电路相关联的多个整体式或单元式(elementary)检测器构成，所述检测器被称为照相位置(photo sites)，其中，该组件——通常被称为“检测器单元”——被机械地固定并且与低温恒温器的指形冷冻器热交换以使所述检测器被保持在期望的温度处。

这些装置通常包括冷护罩，该冷护罩在其顶部处开口，所述开口限定区域止挡部，该区域止挡部用于在“不想要的”辐射已经被反射和/或折射在检测器电路和/或求值电路的材料上和其中之后，限制特别是由“不想要的”辐射引起的杂散反射。当其撞击在照相位置上时，这种辐射产生对所述系统的电光性能具有不利的作用的紊乱的电信号，而在不存在所述杂散辐射的情况下，所述系统则将大体上实现其理论精度。

更特别地且尤其是在检测微弱信号的红外线辐射的情况下，尝试克服恰好来源于在视域之外的且被反射在低温恒温器的内部构件上的不想要的红外线通量的噪声。

背景技术

为了克服所述困难并且因此使得该外来通量最小化，例如，建议将低温恒温器中的某些内部构件覆盖一种材料，该种材料吸收相对于表面的法线具有尽可能高的入射角度的杂散红外线辐射的波长。

还建议在冷护罩的内表面的水平处装配一定数量的沿径向指向的挡板，该挡板的功能是阻止或向外反射除了检测器的名义视域方向之外的方向的入射光线。

这些挡板的缺点为：它们通过粘合，尤其是通过使用环氧树脂而装配在冷护罩的内表面上。除了固定挡板涉及费时且棘手的操作使得生产这样一种检测器更加昂贵之外，经验证明用于确保所述粘合的环氧树脂引起出气(outgassing)，这迟早影响通常为真空密封的检测器的效率。

图1示意性地示出量子红外线检测器，即：本身已知并且设计成在低温下工作的类型的量子红外线检测器。

基本上，其包括低温恒温器或室1，其指形冷冻器2连接于冷源(未示出)。该低温恒温器的上部分被窗3关闭，所述窗3可透过将被检测的红外线辐射。

与指形冷冻器2热交换的冷平面4被机械固定于低温恒温器1的指形冷冻器2的上端部。标记5表示红外线检测器单元，其本身与冷平面4热交换。该检测器单元通常由多个单元式检测器构成，所述单元式检测器与求值电路相关联，所述求值电路能够将由这些检测器输出的信号转化成有用的电信号。产生的信息通过连接件，具体是有线连接件传输至低温恒温器的外部环境，所述连接件未示出，以便在图中不包括不必要的细节。

冷护罩6也安装在冷平面4上，冷护罩6还包括面向窗3的开口7，所述窗口3在低温恒温器的上端部中，可透过将被检测的红外线辐射。该开口7充当区域止挡部。

该图首先通过基本上垂直于检测器单元5的箭头示出位于检测器的视域中的想要的红外线辐射，并且其次通过在冷护罩6的侧壁上反射的斜箭头示出不在检测器的视域中并且因此被排除的杂散辐射。

图2示出了根据现有技术的使用径向挡板8的冷护罩。这些金属挡板通常与冷护罩的类型相同，平行于彼此并且装配在冷护罩的内表面10上。所述冷护罩是旋转对称的类型的冷护罩。其限定其基部处的表面9，表面9基本上对应于检测器的有用表面区域，即，对将被检测的红外线辐射敏感的材料的表面区域。

发明内容

本发明旨在避免需要使用该挡板或至少使它们的数量减少。但是，其保持在上文描述的类型的技术——即，用于消除因杂散辐射被反射出照相位置或单元式检测器的视域而引起的杂散辐射的技术——的范围内。

为了实现该目的，本发明涉及一种红外线辐射检测器，该红外线辐射检测器包括：

-低温恒温器，该低温恒温器装备有能够确保与冷源的热交换的指形冷冻器和可透过将被检测的红外线辐射的窗；

-被机械固定的冷平面，该被机械固定的冷平面与指形冷冻器热交换；

-检测器单元，该检测器单元包括至少一个检测器电路，该至少一个检测器电路对将被检测的红外线波长范围敏感并且与冷平面直接或间接地热交换；

-被机械固定的冷护罩，该被机械固定的冷护罩与冷平面热交换并且能够限制任何杂散辐射，所述冷护罩具有一个旋转轴线。

根据本发明，限定冷护罩的内壁具有以螺旋构型方式分布一系列突起，所述一系列突起的轴线与限定轴线和护罩的旋转轴线重合。