[实用新型]能抑制杂光均匀光通量的线列探测器封装结构

说明书

技术领域

本专利涉及红外探测器封装技术，具体指一种用于杂光抑制和光通量均匀化的线列探测器封装结构，它适用于拼接式线列探测器芯片的封装。它也适用于推扫型宽视场光学系统用杂光抑制的多模块拼接面阵探测器组件封装。

背景技术

红外遥感仪器的两个重要性能指标为视场和分辨率。在研制高分辨大视场光学系统中，为了克服视场和分辨率存在矛盾，解决的途径之一为采用高分辨率、超大规模红外焦平面探测器。红外探测器受制备工艺、填充系数、灵敏度、成品率、成本等因素的限制，其规模是一定的。为了得到超大规模红外探测器件，一般采用多个小规模的探测器通过“无缝”拼接而成。“无缝”拼接并不是指真正意义上的焦平面无缝拼接，而是通过一定的视场拼接方法，对整个视场进行无缝覆盖。典型的方法有“品”字形拼接，通过两次或多次成像覆盖，采用图像拼接的方法完成视场的无缝拼接。

拼接型线列红外探测器，就是在一维方向上由多个子模块拼接而成(见中国专利200610027004.4和中国专利200610118767.X)。传统的长线列红外探测器封装采用的方案是在探测器前安装一个共用冷屏和共用光学窗口。其工程应用时存在各光敏元光通量差异大的问题，即中间光敏元和两边的光敏元对应的光通量不一致。此问题在探测器光敏元2000元以下，在两反一透光学系统应用还可以通过光学系统的设计较好解决。随着遥感探测空间分辨率的提高，多利用三反光学系统和采用拼接型超长线列红外探测器，例如实现一公里的分辨率，则需要12000元规模的超长线列红外探测器来进行“推扫”成像，在此应用场合下中间光敏元和两边的光敏元对应的光通量不一致，就显得更加突出，同时还会使得杂散光抑制问题和超大光窗的研制困难也更加突出，必须探索一种新方法来解决这一问题。

发明内容

本专利的目的是提供一种用于杂光抑制和光通量均匀化的线列探测器封装结构，解决拼接式6000-30000元线列探测器芯片封装中的中间光敏元和两边光敏元对应的光通量不一致问题，解决拼接式6000-30000元线列探测器组件超大光窗研制困难的问题，使得拼接式6000-30000元线列探测器组件在工程应用时较好地实现杂散光抑制和探测器光通量均匀化。

本专利的一种用于杂光抑制和光通量均匀化的线列探测器封装结构如附图1所示，它主要包括拼接式线列探测器1、探测器拼接基板2、探测器过渡基板3、滤光片及“田”字型冷屏组件4、辐射屏5、“Z”字型内含6个分立通光孔的子光窗拼接形成的光窗组件6、线列杜瓦底板7。拼接式线列探测器1按“品”字形拼接并胶接固化在探测器拼接基板2上。探测器拼接基板2与探测器过渡基板3通过探测器拼接基板安装孔204将二者螺接固定。滤光片及“田”字型冷屏组件4与探测器拼接基板2通过滤光片支架安装孔205螺接固定。辐射屏5与探测器过渡基板3通过辐射屏与探测器过渡基板安装孔301进行螺接固定。“Z”字型内含多个分立通光孔的子光窗拼接成的光窗组件6与线列杜瓦底板7由激光焊接进行密封连接。

探测器拼接基板2选用可伐或因瓦材料。在机加工精磨前使用液氮对金属金相固化和应力释放处理。在探测器拼接基板2的探测器子模块胶接位置外的部分进行喷砂后镀黑镍，探测器拼接基板其余表面镀金。

如附图3(b)所示，滤光片及“田”字型冷屏线列拼接组件408由5个滤光片及“田”字型冷屏组件4首尾拼接组成。如附图3(a)所示，滤光片及“田”字型冷屏组件4由滤光片401、滤光片支架402、冷屏405组成。滤光片支架402设计成多支脚桥式接构，支脚中心预留有滤光片支架与拼接基板安装孔404；滤光片支架402上的桥上面四周围墙结构作为滤光片支架与冷屏焊接区403。滤光片支架402与冷屏405除焊接区403外镀黑镍处理。冷屏405制作为“田”字槽。滤光片401胶接在滤光片支架402上，滤光片支架402与冷屏405装配后在冷屏焊接区403进行激光焊接形成一体。

辐射屏5如图4所示，辐射屏5上面开有30个矩形孔。矩形孔长和宽的尺寸要求比子模块光窗601上的通光包络矩形的长宽都大1-2mm。辐射屏5距离冷屏405上表面的距离为2-3mm。辐射屏5的上表面与子模块光窗601下表面的距离为3-5mm。辐射屏5上表面矩形通光孔501，通过局部镀黑镍形成比辐射屏5上矩形孔长宽单边都大2-3mm的矩形黑镍环502。辐射屏5其它部位抛光和镀金处理。