[发明专利]一种沟槽结构分光阵列的制备方法

说明书

本发明公开了一种双通道热释电分光探测器、设置其内的沟槽结构分光阵列及分光阵列的制备方法，涉及热释电探测器电子技术领域。本发明公开的双通道热释电分光探测器采用沟槽结构分光阵列能够克服现有技术中直线型并行多通道探测器探测率低、信号输出微弱的缺点，所述沟槽结构分光阵列是由多个分光单元组合形成具有V型槽结构的正方形分光阵列，本发明通过合理设计分光单元组合形成分光阵列，以实现将内置于探测器中的分光阵列作为分光器，保证了每个探测通道信号的独立性和稳定性，运用本发明双通道热释电探测器能够实现分析同种气体的不同吸收波段，进而实现更精确的测定，也能实现同步分析多种气体，从而提高监测效率。

技术领域

本发明涉及热释电探测器电子技术领域，具体涉及一种沟槽结构分光阵列的制备方法。

背景技术

现今，国内公司的红外热释电探测器大多为单通道红外热释电探测器，而多通道红外热释电探测器研究较少，且多为几个通道并行的传统直线型结构，这种结构相对简单，探测率低，信号输出微弱，尤其是在NDIR系统中，由于机械膨胀，老化效应，使用污迹等问题会影响光路，导致进入多通道结构红外探测器内部的光束比例不等，各个通道信号不稳定。因此，现有技术的多通道结构红外探测器在应用领域和精确度上都具有一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种沟槽结构分光阵列的制备方法。本发明公开的双通道热释电分光探测器采用沟槽结构分光阵列能够克服现有技术中直线型并行多通道探测器探测率低、信号输出微弱的缺点，本发明能够保证每个通道信号的独立性和稳定性，可应用于分析同种气体的不同吸收波段，进而实现更精确的测定，也可用于同步分析多种气体，从而提高监测效率。

本发明从以下三个方面对本发明进行阐述，这三个方面的技术方案具体如下文所述：

本发明公开的第一方面是提供一种双通道热释电分光探测器，包括探测器外壳、设置于壳体内且能够接收到光源的沟槽结构分光阵列和两个探测单元，沟槽结构分光阵列是由n个分光单元形成具有V型槽结构的正方形分光阵列，所述分光单元为由镍铬片制得的底面为矩形的微型三棱柱，单个探测单元包括一片热释电晶体片和一片窄带红外滤光片；其中：探测器外壳上设有通光孔，沟槽结构分光阵列位于所述通光孔正下方，所述两个探测单元向内倾斜设置于所述沟槽结构分光阵列的两个分光方向，并且两片热释电晶体片分别与沟槽结构分光阵列的两个分光方向垂直，所述探测单元中的窄带滤光片设置于靠近分光阵列一侧。

进一步地，本发明中分光单元个数n为整数，其取值范围为30～60。

进一步地，上文所述两片窄带滤光片的透光范围根据同一待测气体的不同特征吸收波段或不同待测气体的特征吸收波段设置成彼此不同。

优选地，热释电晶体片的材料为钽酸锂晶体，两片用于接收不同波段的热释电晶体片分别平行置于与沟槽结构分光阵列中槽线相平行的两个对边外侧，并且所述热释电晶体片向内倾斜与分光阵列底面形成60°夹角。

本发明公开的第二方面是提供一种沟槽结构分光阵列，所述分光阵列是由n个分光单元的底面周期性紧密排列形成的具有V型槽结构的正方形分光阵列，所述分光单元是由镍铬片制得的底面为矩形的微型三棱柱。

进一步地，本发明中分光单元个数n为整数，其取值范围为30～60。

具体地，所述分光阵列是由n个形状、尺寸相同的分光单元顺序相连形成的周期性结构，作为优选实施方式，30≤n≤60，分光单元的矩形底面周期性排列、紧密相连形成沟槽结构分光阵列的正方形底面，所述分光单元为由镍铬片制得的底面为矩形的微型三棱柱，一个分光单元包括矩形底面、两个三角形侧面和两个平滑斜面形成的倒V形表面。

优选地，所述具有V型槽结构正方形阵列的沟槽间距为80～120μm。

本发明公开的第三方面是提供一种沟槽结构分光阵列的制备方法，包括部分刻蚀和其后的整体刻蚀，具体步骤如下：