专利名称：红外线辐射检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及红外线检测器的领域，更具体地，涉及在低温下，即通常在50开氏温度(K)至200开氏温度(K)下工作的那些红外线检测器。所述低温红外线检测器的工作基于量子原理(quantum principle)，并且它们通常与真空密封壳体(低温恒温器)相关联。实际的检测器本身由与读出电路相关联的多个整体式或单元式(elementary)检测器构成，所述检测器被称为照相位置(photo sites), 其中，该组件——通常被称为“检测器单元”——被机械地固定并且与低温恒温器的指形冷冻器热交换以使所述检测器被保持在期望的温度处。这些装置通常包括冷护罩，该冷护罩在其顶部处开口，所述开口限定区域止挡部， 该区域止挡部用于在“不想要的”辐射已经被反射和/或折射在检测器电路和/或求值电路的材料上和其中之后，限制特别是由“不想要的”辐射引起的杂散反射。当其撞击在照相位置上时，这种辐射产生对所述系统的电光性能具有不利的作用的紊乱的电信号，而在不存在所述杂散辐射的情况下，所述系统则将大体上实现其理论精度。更特别地且尤其是在检测微弱信号的红外线辐射的情况下，尝试克服恰好来源于在视域之外的且被反射在低温恒温器的内部构件上的不想要的红外线通量的噪声。
背景技术：
为了克服所述困难并且因此使得该外来通量最小化，例如，建议将低温恒温器中的某些内部构件覆盖一种材料，该种材料吸收相对于表面的法线具有尽可能高的入射角度的杂散红外线辐射的波长。还建议在冷护罩的内表面的水平处装配一定数量的沿径向指向的挡板，该挡板的功能是阻止或向外反射除了检测器的名义视域方向之外的方向的入射光线。这些挡板的缺点为它们通过粘合，尤其是通过使用环氧树脂而装配在冷护罩的内表面上。除了固定挡板涉及费时且棘手的操作使得生产这样一种检测器更加昂贵之外， 经验证明用于确保所述粘合的环氧树脂引起出气(outgassing)，这迟早影响通常为真空密封的检测器的效率。图1示意性地示出量子红外线检测器，即本身已知并且设计成在低温下工作的类型的量子红外线检测器。基本上，其包括低温恒温器或室1，其指形冷冻器2连接于冷源(未示出)。该低温恒温器的上部分被窗3关闭，所述窗3可透过将被检测的红外线辐射。与指形冷冻器2热交换的冷平面4被机械固定于低温恒温器1的指形冷冻器2的上端部。标记5表示红外线检测器单元，其本身与冷平面4热交换。该检测器单元通常由多个单元式检测器构成，所述单元式检测器与求值电路相关联，所述求值电路能够将由这些检测器输出的信号转化成有用的电信号。产生的信息通过连接件，具体是有线连接件传输至低温恒温器的外部环境，所述连接件未示出，以便在图中不包括不必要的细节。冷护罩6也安装在冷平面4上，冷护罩6还包括面向窗3的开口 7，所述窗口 3在低温恒温器的上端部中，可透过将被检测的红外线辐射。该开口 7充当区域止挡部。该图首先通过基本上垂直于检测器单元5的箭头示出位于检测器的视域中的想要的红外线辐射，并且其次通过在冷护罩6的侧壁上反射的斜箭头示出不在检测器的视域中并且因此被排除的杂散辐射。图2示出了根据现有技术的使用径向挡板8的冷护罩。这些金属挡板通常与冷护罩的类型相同，平行于彼此并且装配在冷护罩的内表面10上。所述冷护罩是旋转对称的类型的冷护罩。其限定其基部处的表面9，表面9基本上对应于检测器的有用表面区域，S卩，对将被检测的红外线辐射敏感的材料的表面区域。
发明内容
本发明旨在避免需要使用该挡板或至少使它们的数量减少。但是，其保持在上文描述的类型的技术——即，用于消除因杂散辐射被反射出照相位置或单元式检测器的视域而引起的杂散辐射的技术——的范围内。为了实现该目的，本发明涉及一种红外线辐射检测器，该红外线辐射检测器包括-低温恒温器，该低温恒温器装备有能够确保与冷源的热交换的指形冷冻器和可透过将被检测的红外线辐射的窗；-被机械固定的冷平面，该被机械固定的冷平面与指形冷冻器热交换；-检测器单元，该检测器单元包括至少一个检测器电路，该至少一个检测器电路对将被检测的红外线波长范围敏感并且与冷平面直接或间接地热交换；-被机械固定的冷护罩，该被机械固定的冷护罩与冷平面热交换并且能够限制任何杂散辐射，所述冷护罩具有一个旋转轴线。根据本发明，限定冷护罩的内壁具有以螺旋构型方式分布一系列突起，所述一系列突起的轴线与限定轴线和护罩的旋转轴线重合。换而言之，本发明涉及为冷护罩的内壁提供特殊的轮廓，该特殊的轮廓能够将杂散辐射反射出检测器的视域，其中，该轮廓是限定所述冷护罩的壁的一体的部分，即，避免需要通过任何能够确保由根据现有技术的检测器中的挡板满足的功能的附加元件来固定。为了获得事实上所有的杂散辐射的最大反射，冷护罩的壁的特殊轮廓，至少是内部轮廓，具有与入射通量的——即想要的辐射的——主要方向不垂直的边缘。螺旋构型的节距可以是不变或可变的。另外，可以设置两个或甚至多于两个螺旋构型。根据本发明，通过在能够限定期望的轮廓的模具中电沉积镍或铜而生产冷护罩。根据照相位置的或多个照相位置的检测构件的对角宽度和期望的视角确定护罩的尺寸和直径。
参照附图，通过对以下仅作为实施例而给出的实施方式的描述将能够更容易地理解本发明的实施方式和其产生的优点。图1是本身已知的类型的红外线检测器的示意图2是根据现有技术的冷护罩的局部立体示意图；图3是根据本发明的冷护罩的局部立体示意图；图4是图3中的冷护罩的纵向截面图；图5是根据本发明的冷护罩的示意纵向截面图，示出具有在其基部处比在区域止挡部的高度处更大的节距的螺旋构型；图6也是根据本发明的冷护罩的示意纵向横截面图，示出具有不变节距的螺旋构型并且示出某些入射光线的光学路径；图7是也带有具有不变节距的螺旋构型的根据本发明的冷护罩的立体示意图。
具体实施例方式图3、图4和图6示出本发明的一般原理。因此，冷护罩6具有带有平截头体的圆形圆锥体形状，该平截头体构成所述护罩的包围部，所述护罩是相对于以图5-7中的点划线示出的旋转轴线而限定的。冷护罩6由金属支承件构成，该金属支承件由基于铜或镍的合金制成并且包括具有特定轮廓的限定侧壁。该特定轮廓是由螺旋构型造成的，该螺旋构型的限定轴线与护罩的旋转轴线重合。如图5所示，螺旋构型的节距可以是可变的以使护罩的质量减小并且因此使其机械强度最优化。但是，如图3，图4，图6和图7所示，该节距可以是不变的。即使不在附图中示出，但是仍然可以甚至设置两个螺旋构型或若干个螺旋构型以使产生的特定轮廓的潜在反射密度最优化。尤其是在图5和图6中，显而易见的是该螺旋构型11在内侧壁10的水平限定不垂直于有用的辐射的主要方向的反射表面12。这使杂散辐射14，15，16的反射和因此所述装置的光电性能显著地最优化。根据本发明，利用基于具有护罩所需的轮廓的、由例如基于铝的合金制成的模具的电沉积技术获得该冷护罩。以该方式，可以利用当前完全掌握的技术——即电沉积——以获得具有用于反射杂散辐射的优化的特性的冷护罩而无需添加或附接任何附加元件，例如挡板等，由此使得能够使涉及生产护罩的操作显著地减少并且因此使制造变得更便宜。在相对于图3描述的实施方式中，已经保留了下挡板13。但是，完全可以省略下挡板13。另外，由于不存在尤其是利用环氧树脂(除了在保留下挡板13的情况下)的任何类型的任何粘合，因此消除了可能以已知的方式危害这种检测器的寿命的出气的风险。
权利要求
1.一种红外线辐射检测器，包括低温恒温器(1)，所述低温恒温器(1)装备有能够确保与冷源热交换的指形冷冻器(2) 和可透过将被检测的红外线辐射的窗(3)；被机械固定的冷平面，所述被机械地固定的冷平面(4)与所述指形冷冻器( 热交换；检测器单元(5)，所述检测器单元( 包括至少一个检测器电路，所述至少一个检测器电路对将被检测的红外线波长范围敏感并且与所述冷平面(4)直接或间接地热交换；被机械固定的冷护罩(6)，所述被机械固定的冷护罩(6)与所述冷平面(4)热交换，能够限制任何杂散辐射并且具有一个旋转轴线；其中，限定所述冷护罩(6)的内壁(10)具有以至少一个螺旋构型(11)的方式分布的一系列突起(12)，其限定轴线与所述护罩(6)的所述旋转轴线重合。
2.根据权利要求1所述的红外线辐射检测器，其中，每个突起(1 具有与入射通量的， 即有用的辐射的主方向不垂直的边缘。
3.根据权利要求1或2所述的红外线辐射检测器，其中，螺旋构型或若干螺旋构型 (11)的节距是不变的或可变的。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的红外线辐射检测器，其中，通过使镍或铜电沉积在能够限定期望的轮廓的模具上而生产所述冷护罩(6)。
全文摘要
一种红外线辐射检测器，该红外线辐射检测器包括低温恒温器，该低温恒温器装备有能够确保与冷源热交换的指形冷冻器和可透过将被检测的红外线辐射的窗；被机械固定的冷平面，该被机械固定的冷平面与指形冷冻器热交换；检测器单元，该检测器单元包括至少一个检测器电路，该至少一个检测器电路对将被检测的红外线波长范围敏感并且与冷平面直接或间接热交换；被机械固定的冷护罩，该被机械固定的冷护罩与冷平面热交换并且能够限制任何杂散辐射，所述冷护罩是旋转对称的，并且限定冷护罩的内壁具有以至少一个螺旋构型方式分布的一系列突起，其限定轴线与冷护罩的旋转轴线重合。
文档编号G01J5/06GK102486411SQ201110378248
公开日2012年6月6日 申请日期2011年11月24日 优先权日2010年12月2日
发明者贝特朗·奥尔拉奇 申请人:法国红外探测器公司