[发明专利]红外制冷探测器冷光阑的偏振型透射式挡光环及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外制冷探测器冷光阑中的挡光环及其制作方法，特别涉及红外制冷探测器冷光阑中的偏振型透射式挡光环及其制作方法。

背景技术

随着光学技术的发展，红外成像光学系统在航天、军事、医学等方面获得了越来越多的应用。在红外制冷探测器中，杂散辐射会导致系统的像对比度降低、丢失目标高频信号以及色彩失真等，从而影响探测器的空间探测距离及分辨能力。因此，对于高精度红外制冷探测器而言，杂散辐射的抑制就显得尤为关键。

在红外制冷探测器中，由于探测的是红外辐射，探测器在接收辐射时，目标以外的区域都会辐射能量，尤其是冷光阑外部未被制冷的金属件，因而会对探测器造成干扰。为了避免这类问题，通常会在探测器芯片前放置冷光阑，以此来限制杂散辐射能量的传输。冷光阑，即传统意义上的冷屏，是杜瓦中的一个重要组件，主要起限制视场作用，减少背景光通量，降低背景噪声，从而提高探测器芯片的信噪比。此外，通过在冷光阑内部合适的位置添加挡光环结构，可以对进入其内部的视场外杂散辐射进行多次散射，减少到达探测面的杂散辐射能量，从而提高组件的成像质量。

通过在冷光阑内部添加合适的挡光环结构，使视场外的杂散辐射在挡光环之间多次散射，从而有效衰减到达探测面的杂散辐射能量，提高探测器的信噪比，进而提升红外制冷探测器的灵敏度。挡光环一般采用高吸收的材料，用来吸收到达其表面的杂散辐射，并增加杂散辐射在到达探测面前的反射或散射次数，以促进其能量衰减。实际应用中的挡光环结构远不能实现对杂散辐射的完全吸收，不利于红外制冷探测器信噪比的提升，限制了高灵敏度红外探测器的应用。

因此，有必要提供一种可对杂散辐射实现高吸收率的挡光环结构，该挡光环结构可有效提高对杂散辐射的吸收能力，减少表面反射和散射的杂散辐射能量，且结构简单轻巧，加工工艺可操作性强。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种红外制冷探测器中冷光阑的偏振型透射式挡光环及制作方法，该挡光环相对于传统挡光环结构具有更强的吸收性能和更轻的体量，可有效抑制杂散辐射在挡光环上发生二次散射后散射的能量，进而提高红外制冷探测器的信噪比和探测灵敏度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种红外制冷探测器冷光阑的偏振型透射式挡光环，该挡光环按照红外制冷探测器冷光阑的挡光环设计原则确定内外径尺寸和安装位置，该挡光环由两片线性薄膜偏振器胶合而成，两片线性薄膜偏振器的透光轴相互垂直以实现消光。所述线性薄膜偏振器为圆环状透射式平片，工作波长与红外制冷探测器的工作波长相匹配。相对于介质偏振器，线性薄膜偏振器的损伤阈值和消光比更高，全波段消光比大于1000:1，红外波段大于10000:1。

进一步地，在线性薄膜偏振器非胶合面镀增透膜以减少表面反射，增加杂散辐射吸收率。

进一步地，将该挡光环的侧边磨为毛面并喷涂黑墨，以减少挡光环侧边反射的辐射能量。

进一步地，线性薄膜偏振器的基底为钠水玻璃，基底厚度可根据整体尺寸及结构强度要求确定，一般小于1mm。

所述的红外制冷探测器冷光阑的偏振型透射式挡光环的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、根据红外制冷探测器冷光阑的挡光环设计原则与实际设计需求确定挡光环数量、位置和内外径尺寸；

步骤二、对于每个挡光环，选取符合结构强度要求的两片线性薄膜偏振器，标定每片线性薄膜偏振器的透光轴方向，使两片线性薄膜偏振器的透光轴方向相互垂直；

步骤三、将两片线性薄膜偏振器按步骤一中确定的挡光环内外径尺寸切割；

步骤四、使用光学胶将两片线性薄膜偏振器未镀增透膜的表面胶合，最终胶合完成的线性薄膜偏振器即为所述的偏振型透射式挡光环。

进一步地，在步骤四之前还包括将两片线性薄膜偏振器的非胶合面镀增透膜的步骤，从而增加线性薄膜偏振器基底材料对入射杂散辐射的透过率，降低由于线性薄膜偏振器表面反射产生的二次辐射。

进一步地，在步骤四之前还包括将线性薄膜偏振器的侧边磨成毛面并喷涂黑墨的步骤，以降低侧边反射的辐射能量。

本发明的有益效果是：

1、充分利用线性薄膜偏振器的偏振吸收效应，高效吸收入射的杂散辐射，所述的偏振型透射式挡光环的吸收率远远高于普通挡光环对杂散辐射的吸收率；

2、所述的偏振型透射式挡光环对正反双面入射的杂散辐射均可高效吸收；

3、所述的偏振型透射式挡光环镀有增透膜，表面反射率低，增加了挡光环的吸收效率；