一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件的制作方法

文档序号:12117448阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:包括杜瓦壳体(1)、窗片(2)、U型支架(3)、分色片(4)、第一波段单元型探测器(5)、第二波段单元型探测器(6)、第一波段前置放大电路模块(7)、第二波段前置放大电路模块(8)、测温二极管和陶瓷基板(10);

杜瓦壳体(1)的后端面开有与制冷机相耦合的冷腔(9),杜瓦壳体(1)的前端面焊接窗片(2);在杜瓦壳体(1)的内部且位于冷腔(9)的端头处有陶瓷基板(10),制冷机的冷指插入冷腔(9)后对陶瓷基板(10)进行制冷;U型支架(3)粘接固定连接在陶瓷基板(10)的上面中心位置;

U型支架(3)的形状为一方形平台的两个对边竖直向上各伸出一个支撑板,其中的一个支撑板上有成90°的三角形卡槽用于固定分色片(4),三角形卡槽上分色片(4)的粘接面与方形平台成45°夹角,另外一个支撑板上不带卡槽;测温二极管粘接在另外一个支撑板的背面,用于第一波段单元型探测器(5)和第二波段单元型探测器(6)的温度监测;第一波段单元型探测器(5)粘接于U型支架(3)的不带卡槽的支撑板内侧,第二波段单元型探测器(6)置于U型支架(3)的方形平台上面;

第一波段前置放大电路模块(7)和第二波段前置放大电路模块(8)分别位于U型支架(3)的两侧并粘接于陶瓷基板(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:入射光中的红外光信号透过窗片(2)后透射于分色片(4)上,分色片(4)将红外光信号分为两个波段的光,即第一波段的光和第二波段的光,分别入射到第一波段单元型探测器(5)和第二波段单元型探测器(6)上;第一波段单元型探测器(5)接收第一波段的光后将第一波段的光光电转换为电流信号,然后输出给第一波段前置放大电路模块(7),第二波段单元型探测器(6)接收第二波段的光后将第二波段的光光电转换为电流信号,然后输出给第二波段前置放大电路模块(8);第一波段前置放大电路模块(7)把接收到的电流信号转换为电压信号并进行滤波放大后输出第一波段电压信号,第二波段前置放大电路模块(8)把接收到的电流信号转换为电压信号并进行滤波放大后输出波段电压信号。

3.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:陶瓷基板(10)上对应第一波段前置放大电路模块(7)和第二波段前置放大电路模块(8)的底部焊盘位置加工有金属化区域(12);通过铟球把第一波段前置放大电路模块(7)和第二波段前置放大电路模块(8)底部的各个焊盘压焊在陶瓷基板(10)的相应金属化区域(12)处;再通过金属丝引线(13)连接陶瓷基板(10)的金属化区域(12)和杜瓦壳体(1)的陶瓷引线环(14),把第一波段前置放大电路模块(7)和第二波段前置放大电路模块(8)的信号以及测温二极管的信号引出杜瓦壳体(1)。

4.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:窗片(2)的正反面镀有增透膜,使2.4μm~13.3μm谱段透过率都不小于85%,且为抑制低频杂光,使0.7μm~2.1μm谱段透过都不大于5%。

5.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:所述的分色片(4)为正八边形平面镜,镜面所在平面与入射光轴方向成45°夹角,分色片(4)的正反面都镀有分色膜,其对于2.4μm~5.5μm波长的光线反射率都不小于90%,对于5.5μm~13.3μm的光线透过率都不小于85%。

6.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:第一波段单元型探测器(5)置于入射光光轴垂直方向,其为单元型InSb短中波红外探测器;第二波段单元型探测器(6)置于入射光光轴方向,其为单元型MCT长波红外探测器。

7.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:第一波段前置放大电路模块(7)为利用多芯片组件技术将前置放大电路封装的单个芯片模块,该模块为长方体陶瓷封装结构;第一波段前置放大电路模块(7)的上表面设计有两个焊盘,用于焊接第一波段单元型探测器(5)的引线,第一波段前置放大电路模块(7)的底部有多个焊盘,用于与陶瓷基板(10)的金属化区域(12)焊接;第二波段前置放大电路模块(8)为利用多芯片组件技术将前置放大电路封装的单个芯片模块,该模块为长方体陶瓷封装结构;第二波段前置放大电路模块(8)的上表面设计有两个焊盘(14),用于焊接第二波段单元型探测器(6)的引线,第二波段前置放大电路模块(8)的底部有多个焊盘,用于与陶瓷基板(10)的金属化区域(12)焊接。

8.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:测温二极管使用低温胶粘接在另外一个支撑板的背面。

9.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:所述的第一波段单元型探测器的等效电路包括电流源Ip、探测器等效内阻Rd和探测器与传输线的寄生电容Cd;电流源Ip的正极与内阻Rd的一端、寄生电容Cd的一端连接,电流源Ip的负极、内阻Rd的另一端、寄生电容Cd的另一端均接地。

10.根据权利要求1所述的一种适于低温环境的单元型双波段红外探测组件,其特征在于:所述的第一波段前置放大电路模块的噪声模型包括电流噪声密度电流源Ind、电压噪声密度电压源Vnd和运算放大器A,电压源Vnd的一端与运算放大器A的负向输入端相连,电压源Vnd的另一端与电流源Ind的正极、反馈电阻RF的一端、反馈电容CF的一端相连;反馈电阻RF的另一端、反馈电容CF的另一端与运算放大器A的输出端相连;电流源Ind的负极接地;运算放大器A的正向输入端接地。

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