[发明专利]定标黑体光源的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外技术领域，尤其涉及一种定标黑体光源的制备方法及集成黑体薄膜、加热源、温度传感器的定标黑体光源。

背景技术

定标黑体光源是红外扫描仪的重要组成部分,其性能的好坏会影响到红外成像的质量。其中，定标黑体光源的温度控制精度和温度均匀性是定标黑体光源能否满足试验需求的关键。

传统的定标黑体光源主要由3个部分组成：辐射黑体，电热源，温度传感器。辐射黑体一般是在热导率较高的衬底上制作高发射率涂层，其表面发射率非常接近1；由辐射黑体周围或背面的电热源对辐射黑体进行加热，使其辐射出一定强度的红外光；温度传感器贴附于辐射黑体附近，采用直接或间接的方式测量辐射黑体的物理温度，反馈到外界控制电路中，从而调整加热功率，使黑体薄膜逐渐达到目标加热温度。

为了使辐射面的温度具有较高的均匀性，目前主要采用热管在辐射黑体的背面对其进行加热。虽然热管具有较快的升温速度和加热均匀性，但由于体积、重量较大，加热功耗非常高，往往达到上百瓦甚至上千瓦，并且由于热量大，散热速度非常慢，从而导致定标黑体温度稳定的实际时间需要达到30-40分钟。

虽然在红外传感领域出现了各种追求低功耗、快速响应的红外光源芯片，但由于用途不同，这些芯片结构往往设计成悬空薄膜结构或其它节能结构，导致辐射面的温度呈明显的梯度分布，因此无法用作定标黑体光源。

有鉴于此，有必要对现有的定标黑体光源的制备方法及定标黑体光源予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定标黑体光源的制备方法及集成黑体薄膜、加热源、温度传感器的定标黑体光源。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种定标黑体光源的制备方法，包括如下步骤：提供薄片衬底，并在所述衬底表面制作第一绝缘层；在所述第一绝缘层背离所述衬底的一侧的表面制作加热源，所述加热源具有可与外电路实现电性连接的引线区；在所述加热源背离所述第一绝缘层的一侧的表面制作第二绝缘层；在第一绝缘层或第二绝缘层背离所述衬底的一侧的表面制作温度传感器；使所述温度传感器与所述引线区背离所述衬底的一侧形成向外暴露以与外电路实现电性连接的引线通道；在所述第二绝缘层背离所述加热源的一侧的表面制作黑体薄膜。

作为本发明的进一步改进，所述定标黑体光源的制备方法还包括如下步骤：

在所述衬底背离所述第一绝缘层的一侧的表面制作第三绝缘层；

在所述第三绝缘层背离所述衬底的一侧的表面制作发射薄膜，所述发射薄膜的发射率低于所述衬底的发射率。

作为本发明的进一步改进，所述衬底为双面抛光的金属片或者硅片。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器采用Pt电阻。

作为本发明的进一步改进，所述黑体薄膜与所述温度传感器并排设置于所述第二绝缘层上；形成所述引线通道时去除所述第二绝缘层上遮覆所述引线区的部分结构，以使得所述温度传感器和所述加热源的引线区都露出并可与外电路相连。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器设置于所述第一绝缘层上，形成所述引线通道时去除所述第二绝缘层上遮覆所述引线区和所述温度传感器的部分结构，以使得所述温度传感器和所述加热源的引线区都露出并可与外电路相连。

作为本发明的进一步改进，所述黑体薄膜的面积小于所述第二绝缘层的面积。

作为本发明的进一步改进，所述黑体薄膜的面积小于或等于所述第二绝缘层的面积。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器设置于所述第一绝缘层上，将所述加热源制作于所述第一绝缘层上未设置所述温度传感器的位置上；将所述第二绝缘层制作于所述加热源上除所述引线区外的位置上。

本发明的有益效果是：本发明的定标黑体光源的制备方法将所述黑体薄膜、加热源、温度传感器实现单片集成形成定标黑体光源，通过加热源给所述黑体薄膜加热，使所述黑体薄膜辐射出对应光谱特征的物理温度；通过温度传感器测量所述黑体薄膜的物理温度，便于外电路调整加热功率，使黑体薄膜逐渐达到目标加热温度，实现温度的精确控制。同时，由于采用薄片结构，所述黑体薄膜的热质量小，升温、降温速度快，温度稳定时间仅需5-10分钟，对于面积在5cm²的光源芯片，辐射温度达到500℃时，功耗仅在50W以下，并且体积小，易于集成在成像系统内部。

附图说明

图1是本发明的定标黑体光源的衬底结构示意图。

图2是在图1所示的衬底的表面上制作第一绝缘层后的结构示意图。