专利名称：用于ir检测系统的杜瓦瓶组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括IR检测器单元类别的IR检测系统领域，且涉及用于这类IR检测系统中的杜瓦瓶组件(dewar assembly)。
背景技术：
现有的红外线(IR)检测系统通常包括IR检测器(例如焦平面阵列(FPA))和杜瓦瓶组件，所述杜瓦瓶组件封装(enclosing)所述检测系统的视场并作为热屏蔽体而运行，所述热屏蔽体为所述检测器遮蔽来自所封装的视场外的热辐射。许多类型IR检测器在冷却至极低温度时才适当运行(例如约77-100° K)，因此，在该类型IR检测系统中，检测器与冷却系统热耦合(例如安装其上)。其他类型的IR检测器，本文中称为非致冷IR检测器(例如热IR检测器)，可在环境温度条件下运行，因此可在不与低温冷却系统耦合的情况下使用。致冷及非致冷IR检测器类型均对来自宽视场角(约180° )内的辐射敏感，所述市场角是相对于通常与所述检测器的敏感区垂直的某一光轴而言。对此，为了将检测器的视场限制为检测系统的某一所希望的视场，通常使用光/热屏蔽体来防止来自所希望的视场之外的辐射到达所述检测器。对此，杜瓦瓶组件的功能之一是将IR检测系统的有效视场限制为所希望的视场，所希望的视场由沿着检测器的光轴传播的光的某一立体角限定(小于IR检测器本身的宽视场角)。因此，杜瓦瓶组件通常被构造成封装具有圆柱样结构的IR检测器，所述圆柱样结构至少部分地包围IR检测系统的光轴和限定一个光学窗(例如其的一个光孔)，所希望的视场内的辐射穿过所述光学窗而到达IR检测器。为此，通常的杜瓦瓶组件包括冷屏蔽体(cold shields)和温屏蔽体(warmshields)，它们分别与安装其上的冷滤器和温窗相连。所述冷屏蔽体用于至少部分地包围IR检测系统的光轴并从而使得仅有限视场的辐射到达IR检测器。由于所述冷屏蔽体自身可发出热辐射(寄生辐射)，因此所述冷屏蔽体维持冷却至相对较低温度(例如约100° K)，以减少由所述屏蔽体发出这类寄生热辐射。因此，冷屏蔽体通常被封装在温屏蔽体中，这使冷屏蔽体与外部温度热绝缘。由于冷屏蔽体封装有一部分光路(通常在冷滤器和检测器之间)，因此其本身可以朝着IR检测器反射辐射，这是不希望的穿过冷滤器进入系统并撞击在冷屏蔽体的壁上的辐射。由冷屏蔽体的壁在检测器上反射的视场之外的辐射量的减少可通过利用冷屏蔽体的高发射/吸收(发暗的)内表面来增加对这类不想要的辐射的吸收而实现。将冷屏蔽体的内表面构造成反射性的且具有专门设计的几何形状将不想要的辐射反射出检测器的视场，也是已知的。冷却冷屏蔽体内表面以减少由其发出的热辐射。对于增加冷屏蔽体的发射率，具有许多已知技术。根据这些技术中的一些，冷屏蔽体包括几个挡板来帮助减少不想要的IR辐射。利用冷屏蔽体的挡板结构的这类技术的一个实例在美国专利5，225,931中有描述，根据该专利，提供了一个具有一个管的光学系统，所述管具有一个开口前端和一个后端，其中成像光学器件安装在所述管中，并相对于光轴旋转对称地提供多个光反射挡板部分。第一挡板部分被构造成回转的椭圆面，所有的焦点均位于所述管的开口前端的相邻边缘部分并面向所述开口前端。第二挡板部分被构造成回转的双曲面，所述双曲面向远离所述管的开口端和内部方向。美国专利4，820，923公开了一种用于低温冷却辐射检测器、具有环形反射表面的温屏蔽体反射器。所述表面具有导致由检测器发出的光线被反射的几何性质，使得光线在有效检测器区域之外和附近成像为散焦的环。几个这样的部分位于小的低温冷却检测器屏蔽体的前面，以为整个检测器提供与大的低温冷却屏蔽体类似的屏蔽效应。美国专利公布文本2006/180765描述了一种红外成像系统，其使用反射表面之间的未冷却椭圆表面部分，以使检测器感知一个冷的真空室内部，而不是一个结构或外壳(housing)的温表面。以该方式，可使来自系统内的背景红外福射(background infrared辐射)最小化。WO 07/003729描述了一种电磁辐射监测装置，由具有对所述辐射敏感的表面的传感器和含有侧壁的冷屏蔽体组成，所述侧壁具有形成椭圆弧轮廓的横截面，使得被所述壁反射的来源于入射线的光线不会与所述传感器的敏感表面接触。
发明内容
本领域需要适于用在IR检测系统中且具有降低的质量和降低的冷却需求的热屏蔽体(杜瓦瓶)。如上文所述，已知的杜瓦瓶组件包括一个非冷却温屏蔽体和一个冷屏蔽体，所述冷屏蔽体包封在所述温屏蔽体内(且通常为分离的形式)且通过所述温屏蔽体与环境热绝缘。冷屏蔽体被用于遮蔽IR检测器免于来源于所述检测器所希望的视场外的热辐射。这类冷屏蔽体通常被构造成封装在检测系统的光学窗(例如冷滤器)和IR检测器之间的光传播的光路(IR辐射)。所述冷屏蔽体通常被构造成吸收以在IR检测器的所希望的视场之外的角度穿过所述光学窗的光/热辐射。为使检测系统具有高信噪比(SNR)，冷屏蔽体通常被构造成能够最大程度的吸收撞击其上的辐射，和防止/降低此处的辐射反射率。为此，使用多种热屏蔽体技术，包括例如在冷屏蔽体的内部结构中使用挡板、使用高发射性涂层和使用粗糙的表面纹理来使反射最小化，目的在于增加发射率(吸收率)。但是，增加挡板会增加冷屏蔽体的热容量和重量。另外，使用具有高发射性内部(内表面/结构)的冷屏蔽体意味着，在给定温度下，由所述内部表面/结构发出相对较高的热辐射(例如由于所谓的黑体辐射)。这是因为，为保持热平衡，被所述屏蔽体吸收的能量的量应等于例如通过发出辐射或通过冷却所述屏蔽体而从所述屏蔽体排出的能量的量。更具体地，由物体发出的热辐射与该物体的发射率线性相关，并且与绝对温度的四次方成比例。因此，当用高发射率的冷物体和高反射率的温热物体操作时，由所述物体发出的热辐射可实现相同水平。在此方面，本发明的操作与常规方法相反，其中高发射内表面的冷屏蔽体的壁既用于维持低水平的来自所述壁的热辐射，还用于吸收在检测器视场外的方向穿过光学窗而到达的辐射。在本发明中，当通过利用所述屏蔽体的壁的高反射内表面来保持低水平的热辐射时，所述屏蔽体的壁的冷却不是必须的。转而言之，由于高反射壁不吸收视场之外的辐射，因此所述壁被构造成将来自光学窗(例如其光孔)的这类辐射反射到仅有较少反射和较少热发射的吸收区域上。IR检测系统的SNR对来自检测器所希望的视场外并到达该检测器的热辐射敏感。因此，由于热辐射与温度的四次方成比例，在使用高发射性冷屏栏的情况下(常规方法)，需要将所述冷屏蔽体冷却至低温(例如冷冻温度)，以减少由所述屏蔽体的内结构/表面发出的热辐射的量。此处应注意，在本公开中，术语视场之外的辐射是指来自检测器的所希望的视场之外的方向并沿该方向撞击在所述屏蔽体的有效/敏感表面上(例如检测器所处的位置)的电磁(例如IR/热)辐射。所述检测器的所希望的视场可定义为光穿过光学窗(例如通过其一个光孔)而传播的某一立体角，其特征在于，在所述立体角内穿过所述窗的光线(例如IR)的光路(包括可选的光学元件的影响)指向IR检测器的敏感区域。视场之外的辐射被检测器感知是不希望的，因为其通常会弄污由检测器感知的图像并损害系统的SNR。所述视场之外的辐射具有两个主要来源，即:(i)所述屏蔽体的热辐射，其为由屏蔽体的内表面/结构根据其温度发出的辐射，和(ii)未聚焦的辐射，其为以在检测器的所希望的视场外部的角度穿过光学窗到达屏蔽体(例如在使用冷屏蔽体的情况下为冷滤器)上然后由所述屏蔽体的内表面反射到检测器的敏感区域上的辐射。对于各种应用而言，希望的是具有高SNR，小尺寸、轻重量、快速冷却能力和/或积极有效的操作的IR检测系统。根据已知技术，IR检测系统的SNR的增加是通过利用高发射性冷屏蔽体或所述屏蔽体的较低温度而实现，或者同时利用这两个条件而实现，目的在于减少在视场之外撞击在检测器的辐射的总量，即减少所述屏蔽体的热辐射、未聚焦的辐射、或者这两者。用于捕获并吸收撞击其上的辐射(例如未聚焦的辐射)的高发射性屏蔽体通常通过利用复杂结构(例如挡板结构)和/或更大和更多结构而实现，而这又导致与环境的更大能量交换和具有更大热质量。使用这类高发射性屏蔽体促进将所述屏蔽体冷却至极低温度，以降低由所述屏蔽体的内表面发出的热辐射(黑体辐射)的量和用于排出由所述屏蔽体的高发射性表面吸收的辐射所产生的热量。因此，利用高发射性屏蔽体以及利用所述屏蔽体的低温度需要更大的热泵浦速率(heat pumping rate)。而这又需要使用强大的热泵(冷却器)，这可能具有几个缺点，例如高能耗、高质量(重量)和大尺寸，使得它们不太适于某些应用。此外，通常具有的情况是，使用大规模的冷屏蔽体——其从低温冷却单元(例如指形冷冻器)垂吊下来——可能导致IR检测系统对机械振动敏感，影响由IR检测器感知的图像的振动，由此损害检测器所记录的图像/数据的品质。本发明提供一种的新的系统和方法用于热屏蔽热辐射检测单元(IR检测器)使其免于来自该检测器的视场之外的辐射(例如IR辐射、可见光等)。本发明涉及具有低发射率(例如反射性)表面/结构(内表面)的热屏蔽体，所述屏蔽体的壁封装有检测器的视场并被设计成用于使来自检测器视场之外的方向的辐射进行反射/偏转，并使所述辐射朝向检测器敏感区域之外，由此使得其不会损害IR检测系统的SNR。此外，利用热屏蔽体的低发射率内表面导致发出较少的热辐射、黑体辐射(对于给定稳定的所述屏蔽体)，这使得在所述屏蔽体的高温下得到IR检测系统的高SNR。此外，利用所述热屏蔽体的低发射率内表面，使得所述屏蔽体不易受环境温度变化的影响，由此减少了由所述屏蔽体发出的热辐射的变化，使得IR检测系统的SNR更高。表面的低发射率与来自撞击在所述表面上的辐射的能量的低吸收率有关，并与来自所述表面的辐射的高反射率有关。低发射率(例如不超过几个百分比，可能小于1% )可例如通过利用高反射涂层(例如镜面涂层)而获得，或利用本质具有低发射率/高反射率涂层的适宜材料而获得。本发明的技术允许用于降低/消除IR检测系统的冷却需求，通过构造所述屏蔽体的壁或其部件的反射性(低发射率)内表面的形状，使得来自光学窗并撞击在所述屏蔽体的内表面上的视场之外的辐射被所述表面反射到位于IR检测器的敏感区域外部(之外)的高发射性辐射吸收区域(例如表面或腔结构)上。这使得IR检测系统能够实现足够的SNR，同时保持所述屏蔽体的壁和可能地整个屏蔽体结构处于环境温度下(或稍微冷些)并由此降低或消除了系统的冷却需求。实际上，在一些情况下，包含本发明的热屏蔽体的IR检测系统可能仍需要冷却系统，用于冷却IR检测器本身和可能地还用于冷却所述屏蔽体的辐射吸收区域(一个或多个)(即，所述屏蔽体的内表面将撞击其上的视场之外的辐射引导/反射到所述辐射吸收区域上)。在这些情况下，本发明提供通过消除或至少减少对冷却所述屏蔽体的壁的需要来避免/最小化所述系统的冷却需求。这样体现了本发明与常规IR检测系统相比的一个优点，在常规IR检测系统中，所述屏蔽体的壁需要大量的热泵浦资源，因为它们具有相对大的表面积和与环境的大量能量/热交换。替代地或者另外，根据一些技术，包含本发明热屏蔽体的IR检测系统可以在不利用任何冷却系统和/或利用温度稳定系统的情况下运行，所述温度稳定系统用于稳定IR检测器本身的温度以及可能地还稳定所述屏蔽体的辐射吸收区域的温度。本发明显著降低了并且可能消除了用于冷却和/或稳定IR检测系统的温度所需要的热泵浦速率。因此，其使得能够避免使用冷却/温度稳定系统或至少允许利用具有降低的能耗、降低的热量和物理质量及较小尺寸的冷却/温度稳定系统。根据本发明的一个方面，提供了一种用于包含IR检测器类型的IR辐射检测系统的热屏蔽体(杜瓦瓶)。所述热屏蔽体含有:一个基底，其含有辐射吸收区域并被安置成用于限定杜瓦瓶组件的光收集区域；和一个温屏蔽体单元，其具有一个使入射光穿过其而进入杜瓦瓶的光学窗(例如其光孔)，所述温屏蔽体单元被构造成一个封装体，用于光学封装所述基底，和限定一个反射内表面，所述反射内表面被构造成，使通过所述光学窗传播到所述内表面上的入射光的光部分被所述内表面向着所述光收集区域外部的区域反射。根据本发明的一些实施方案，所述温屏蔽体单元的反射内表面曝光于光收集区域(例如IR检测器所位于的区域)。优选地，所述反射内表面被构造成具有高反射率，特别是对于系统中的IR检测器所敏感的波长下的辐射具有高反射率。通常地且固有地，反射内表面具有低发射率性能，降低了又所述内表面在给定温度条件下发出的黑体辐射的辐射量。这是因为，根据热平衡条件，发射率和反射率通常具有相反的特性。还优选地，所述温屏蔽体单元的外表面具有低发射率性能，降低了由外表面吸收的辐射的量。所述热屏蔽体用于屏蔽IR检测器使其以免于视场之外的辐射，同时降低并且可能消除系统的冷却需求。这通过构造所述温屏蔽体单元的内表面的形状(以及还优选地，所述温屏蔽体单元表面的发射率)，使得少量的辐射从所述内表面向着光收集区域(例如检测器的位置)反射/发射而实现，即使当所述表面维持在相对高的温度(例如相对于检测器运行时的温度)时。因此，在本发明的一些实施方案中，所述内表面不被冷却和/或与环境热绝缘。在这些实施方案中，所述温屏蔽体单元可被构造成用于将其侧壁(具有所述内表面)与可能冷却的杜瓦瓶其他部件去热耦合。如上所述，通常地，所述反射内表面的形状和构造为，使得来自所述光学窗并撞击在内表面上的视场之外的辐射被反射向光收集区域的外部，并优选地反射向一个或多个可位于热屏蔽体的基底上辐射吸收区域。根据本发明，存在多种适于该目的反射内表面的形状和构造。根据本发明的一些实施方案，杜瓦瓶组件被构造成，用在包含低温冷却系统类型的光学IR检测系统中。在这些实施方案中，杜瓦瓶组件可适于在低温冷却系统和辐射吸收区域(例如位于基底上)之间热耦合。因此，当热屏蔽体单元处于运行中时，辐射吸收区域被冷却至低(冷冻)温，从而减少了由其发出的热(黑体)辐射的量。在本发明的多个实施方案中，辐射吸收区域被构造成，用于与IR检测系统的用于冷却该IR检测器的冷却系统热耦合，或者替代地或另外地，用于耦合至单独的冷却系统。替代地或附加地，在本发明的一些实施方案中，杜瓦瓶组件被构造成，用在包含温度稳定系统类型的光学IR检测系统中。在这些实施方案中，杜瓦瓶组件可适于在温度稳定系统和基底之间进行热耦合，用于稳定辐射吸收区域的温度。因此，当热屏蔽体单元在运行中时，辐射吸收区域保持在基本恒定的温度。辐射吸收区域可被构造成，与用于IR检测器(例如未冷却/辐射热检测器)的温度稳定的系统耦合或与单独的温度稳定系统耦合。应注意，根据本发明的其他实施方案，辐射吸收区域保持在环境温度，而不是被冷却或使温度稳定。因此，可能不需要该区域与冷却或温度稳定系统的热耦合。另外，在一些实施方案中，基底的内表面延伸超出光收集区域而形成辐射吸收区域。这些辐射吸收区域可能位于光收集区域的附近，并且可能作为基底的区域而应用。辐射吸收区域发射率的增加可通过利用吸收区域的粗糙发暗表面和/或通过形成为腔形式的吸收区域(例如黑体腔)而实现。如上所述，杜瓦瓶的温屏蔽体(例如侧壁)被构造成，用于限定反射内表面，所述反射内表面被构造成，通过光学窗传播到所述内表面上的入射光被向着光收集区域的外部反射。所述热屏蔽体的一个简单构造可能为例如截顶锥形状(即截去顶部的锥体)。在本实施例中，所述热屏蔽体的基底位于所述椎体的基部，所述光收集区域可以被限定为在其中心区域。光学窗位于所述椎体的截顶部中，并且所述屏蔽体的侧壁为所述椎体的侧壁。这类椎形热屏蔽体的形状被构造成，其侧壁的反射内表面将视场之外的辐射投射/反射到光收集区域外部的指定辐射吸收区域，通常利用这样的锥形:其顶椎角大于某一最小值(或者等于，椎体的侧壁和基部之间的小角小于某一最大值)。适宜的椎角取决于几个参数，包括例如辐射吸收区域(一个或多个)的尺寸和位置、辐射穿过光学窗的最大进入角、光收集区域的尺寸和光学窗的尺寸及它们之间的距离。所给的本发明热屏蔽体的合适构造的另一实施例是利用双曲线的光学性质或椭圆的光学性质。一般而言，沿任意方向穿过椭圆反射器的一个焦点而朝向该椭圆反射器的光束被该反射器朝向该椭圆的第二个焦点反射。此外，在椭圆的一个焦点和曲线之间靠近所述焦点而横穿椭圆反射器长轴的光束被这样反射，使其在所述椭圆的第二个焦点和曲线之间靠近该焦点而再次横穿该椭圆长轴。因此，具有反射内表面的热屏蔽体可被适当地设计成具有几何形状，例如椭圆形或椭球形几何形状，用以将视场之外的辐射反射向检测器有效/敏感区域之外的区域。因此，本发明可通过将侧壁的内表面构造成这样而实施:反射内表面和含有所述温屏蔽体单元的光轴z的平面之间的切割面(横切作用)轮廓具有椭圆弧的形式或双曲线弧的形式。最小形状系数(例如最小基底半径)是在椭圆的长轴相对于光轴而倾斜，使所述椭圆的第一个焦点位于光学窗的远部边缘上(远离各弧形侧壁的部分)且第二个焦点位于光收集区域的一个边缘上(最靠近各弧形侧壁的部分)时而实现。考虑到径向对称的构造(围绕光学窗和光收集区域(例如检测器的位置))，温屏蔽体单元的内表面可具有与由所述椭圆弧绕光轴z旋转而形成的表面类似的形式。在此情况下，由于上文提及的椭圆的光学性质，穿过光学窗到达侧壁内表面上的光线将在此被反射而指向所述光收集区域和侧壁之间的空间。根据本发明，该空间可以被高发射性辐射吸收区域占据，所述高发射性辐射吸收区域捕获和/或吸收撞击其上的大部分辐射。因此，本发明的热屏蔽体可能不需要/不包括任何冷屏蔽体。所述温屏蔽体单元的内表面不需要冷却，且可维持环境温度。由于所述屏蔽体单元(shield unit)不需要低温冷却或者只稍微冷却至低于环境温度的温度，因此可能不要将屏蔽体单元与环境热绝缘，因此避免了构造多个(例如两个)屏蔽体(shields)。用于IR检测器的热屏蔽体的杜瓦瓶组件可形成为含有非绝缘的屏蔽体壁(一个或多个)的单个屏蔽体结构。所述壁(一个或多个)的内表面(以及可能地还有外表面)具有低发射率，用于使由其发射的热量最小化，使得所述内表面发射出较低的热辐射，即使当所述壁(一个或多个)基本处于周围的环境温度时。根据本发明另一个较宽的方面，提供了一种光学IR检测系统。所述系统含有:一个IR检测器单元，其具有光收集区域；和一个杜瓦瓶组件，其含有具有光学窗的温屏蔽体单元，入射光穿过所述光学窗进入该杜瓦瓶，所述温屏蔽体单元被构造成一个封装体，用于光学封装光收集区域和限定反射内表面，所述反射内表面被构造成，使得穿过所述光学窗传播到所述内表面上的入射光的光部分被所述内表面反射向所述光收集区域之外的区域。
为理解本发明和明白其实际上是如何实施的，现在仅通过非限制性实施例并参照附图来描述一些实施方案，其中:图1A和IB显示了利用热屏蔽体单元的单屏蔽体构造的本发明杜瓦瓶组件的实例；图2A为在杜瓦瓶组件中使用的热屏蔽体的横截面视图；图2B示例了热屏蔽体的内表面的三种不同的轮廓；图3A至3C说明了本发明一个实施例的被构造成使用冷却的IR检测器的IR检测系统；图4说明了本发明另一个实施例的适于使用非致冷IR检测器的IR检测系统；和图5A至5G说明了本发明热屏蔽体构造的另外几个实施例。
具体实施例方式参照图1A和1B，其示意性显示了根据本发明构造和运行的、用于在IR检测系统中使用的杜瓦瓶组件100的一个实例，所述IR检测系统此处未明确示出，以及包括一个IR检测器。图1A是杜瓦瓶组件100的一个横截面视图，所述横截面取自含有该组件100的光轴z的一个切割平面；图1B是杜瓦瓶组件100的一个分解图。所述杜瓦瓶组件100包括一个根据本发明构造的热屏蔽体110。所述热屏蔽体是一个温屏蔽体单元，其在本实施例中用作所述组件100的温屏蔽体(warm shield)。所述热屏蔽体110按下文所述进行构造，以具有降低的来自其内表面的热辐射水平，因此适于用作杜瓦瓶100的内表面一当所述杜瓦瓶100暴露于环境温度时(例如不需要使用封装在所述屏蔽体110中的冷屏蔽体(cold shield))。所述热屏蔽体110包括一个基底116、一个包括光学窗112的和在基底116和光学窗112之间延伸的侧壁114的温屏蔽体单元。所述基底116包括辐射吸收区域118并限定了一个用于指明IR检测器的位置的光检测/收集区域117，下文中有时也称为"检测器位置"。应注意，光收集区域117可由光学窗组成，所述光学窗被构造成用于收集检测到的辐射并将该辐射向IR检测器传送，或者所述光收集区域117可以是其上安装有IR检测器的指定位置。IR检测器的位置117和光学窗112彼此相对设置，使得辐射到达IR检测器的位置117 (与该位置相交)，所述辐射来自所述检测器的所希望的视场并沿着光轴z的大致方向(general direction)穿过所述光学窗112传播。在基底116和光学窗112之间延伸的所述侧壁114被设置成,封装位于光学窗112和检测器位置117之间的区域中的光轴z。所述侧壁114作为温屏蔽体用于封装检测器位置117以遮蔽自视场外的热辐射。所述侧壁114的内表面115 (或它的至少某些区域)具有反射性(镜面反射)，被构造成至少相对于对所述检测器的敏感光谱范围具有低发射率。由于温度依赖性热辐射与发射率是线性相关的，因此当较低的热(黑体)辐射水平从侧壁到达检测器位置117时，侧壁114的内表面115的低发射率(高反射性)使屏蔽体110能在较高温度(环境温度)下运行。另外，内表面115的形状被设计成，使得视场之外的辐射经过光学窗112而朝向检测器位置117之外的区域/面积。根据上文所述的构造，侧壁110的内表面115可以封装位于光学窗112和检测器位置117之间的光路z，同时使其曝光于光检测区域117。因此，根据本发明可以避免使用冷屏蔽体来光学封装光检测区域117。所述图中还示出了侧壁114的反射内表面115的横截面轮廓图P。所述反射内表面115被构造成，使得穿过光学窗112并撞击到反射表面115上的光束B1、B2和B3 (以视场之外的辐射为例)被所述表面反射向基底116的光/辐射吸收区域118。在本实施例中，这是通过构造所述反射表面115使得其横截面轮廓图为椭圆弧的形式实现的，所述椭圆弧为椭圆轮廓E的一部分。椭圆E的参数根据光学窗112和检测器位置117之间所希望的距离L，根据光学窗112的尺寸Rw(例如半径或宽度)以及检测位置117的尺寸Rd来选择。在本实施例中，椭圆E的焦点Fl和F2位于光轴z的对立侧，使得它们分别位于光学窗112和检测器位置117的边缘上或外部。由于所述椭圆的光学性能，穿过椭圆E的第一个焦点Fl并撞击到内表面115上的光束，例如BI和B2，朝着检测器位置117外部(放置IR检测器的光敏区域的区域的外部)的椭圆E的第二个焦点F2反射。而且，由于椭圆的光学性能，横穿椭圆的不位于两个焦点Fl和F2之间的长轴的光束的反射，也将横穿椭圆的两个焦点Fl和F2之间的区域之外的长轴Me。因此，在检测器视场之外的方向上(例如不朝向所述位置117的方向上)经过光学窗112的任何光束直接指向光吸收区域118 (例如光束B4)或指向朝着光吸收区域118反射的内表面115 (例如光束B3)。视场之外的辐射通过内表面115所指向的光/辐射吸收区域(一个或多个)118，优选被构造成，吸收撞击在其上的大部分辐射。该条件根据本发明通过构造具有高发射率的颜料/涂层的光吸收区域118而实现，所述高发射率的颜料/涂层吸收撞击其上的大部分辐射。另外，增加的发射率可通过将这些区域构造成具有粗糙表面和/或散射表面和/或阻挡结构从而使撞击其上的辐射在每个阻挡处经历多次反射并使其很大一部分被吸收/散射而实现。在本实施例中，辐射吸收区域118是在检测器位置117周围的区域由基底116的内表面构成。此处应注意，本发明的热屏蔽体110可完全作为非致冷热屏蔽体而使用，即没有耦合至其的低温冷却系统，或者其可以被构造成部分冷屏蔽体，即具有低温致冷系统耦合至基底的辐射吸收区域118而不耦合至侧壁114和光学窗112。实际上，由于侧壁114的内表面115的形状和低发射率，由侧壁114发出的热辐射和经过窗口 112并从侧壁114反射的辐射本质上不损害由IR检测器(未示出)检测到的信号的SNR。此外，根据本发明，由高发射性的辐射吸收区域118发射的热辐射可例如通过对这些区域应用低温冷却系统而减少，或者其可以在IR检测器检测到的信号中被控制和/或被考虑。使用本发明的热屏蔽体110作为温屏蔽体(即没有对封装光路/轴z的光学窗112和侧壁114进行致冷)使得能够获得具有低能耗的IR检测系统。相反，在常规的IR检测系统中，系统所消耗的能量的大部分被用于致冷IR检测器和冷屏蔽体。因此，提供一种不总是需要致冷或仅较少区域(118)需要致冷的杜瓦瓶组件是有利的。另外，由于本实施例屏蔽体的侧壁114未被致冷，因此不需要对侧壁114进行通常的热绝缘。这可减小利用本发明使用的杜瓦瓶组件的形状系数和重量。如上文所述，例如通过控制来自那些区域118的热辐射可避免对热屏蔽体110的辐射吸收区域118的致冷。这可例如通过将区域118构造成具有粗糙/漫射表面从而使由其发出的热辐射/能量扩散而实现，并由此认识到，在检测器位置117处实质上是空间均匀的。可选地，替代地，或另外地，辐射吸收区域118的温度也被控制或保持在基本不变的值(例如25°C)。这为来自辐射吸收区域118的热发射提供低的时间变化性。温度稳定性可例如通过利用TEC装置运行以保持辐射吸收区域118以及可能地IR检测器在固定/恒定温度下而获得。控制/模糊从辐射吸收区域118到达检测器的热辐射的空间和/或时间分布使得可以精确的方式思考和考虑该辐射对检测信号的影响。但是还应注意，当辐射吸收区域118未被制冷且温度不稳定时，由其发出的辐射的影响可通过各种信号处理算法在检测的信号中予以考虑。如上文所述，根据本发明一些实施方案，光吸收区域118被构造成允许从其中发射低水平的热辐射。这通过减少来自光吸收区域118并撞击(直接地或通过屏蔽体的内表面的反射)在检测器位置上的辐射量而改进了 IR检测系统的性能(SNR)。减少来自这些光吸收区域118的热辐射是根据本发明的一些实施方案通过致冷这些区域118至低温、优选冷冻温度而实现。在这些实施方案中，光吸收区域118与一个或多个热耦合元件(未明确示出)相连，能够将这些区域与冷却系统高度热耦合。当这些区域通常位于IR检测器(其可能也需要冷却)的附近时，IR检测系统的同一冷却系统可既用于致冷IR检测器也用于致冷光吸收区域118。应注意，基底116可被构造成用于热耦合冷却系统与辐射吸收区域118。在本发明的一些实施方案中，IR检测器被放置在基底116内表面顶部的位置117处，使得基底116也用于将IR检测器耦合至冷却系统。在使用低温制冷或温度稳定的IR-检测器的情况下，IR检测系统的冷滤器117A可位于检测器位置117的顶部(例如直接位于其顶部)或通常其可以位于光学窗112和检测器位置117之间的光路上。因此，冷滤器117A可以与IR检测系统的制冷系统或温度稳定系统(未示出)直接或间接地热耦合。在基底116的辐射吸收区域118被冷却至低温/冷冻温度的实施方案中，光吸收区域118优选由导热材料制成，以使由吸收辐射产生的热量有效地朝着冷却系统传导。由于辐射吸收区域118通常朝着侧壁延伸，为了降低壁114和基底116之间的热交换量，通常使基底116与所述壁之间去热稱合(thermal decoupling)。这可以例如通过在基底与所述壁之间的界面处利用绝热材料(层)而实现，或者通过利用弱的热导体材料来制备所述壁(或任何其他去热耦合方法)而实现。此外，为了减小侧壁114对杜瓦瓶外部辐射(例如IR)的温度敏感性，优选所述侧壁的外表面也是高度反射性的。此外，含有温屏蔽体110的杜瓦瓶组件具有降低的高度、较小的热容并因此在IR检测系统的冷却系统(例如指形冷冻器)上具有较小的热负荷。这使得能够增加冷却系统(例如指形冷冻器)的自然频率和降低IR检测器(例如FPA)在振动期间的运动。还可以用作杜瓦瓶的外壳的所述温屏蔽体110，消除了在组件100中利用额外的单独屏蔽体(例如冷屏蔽体)的需要。应理解,在本发明的一些实施方案中(如上文所述实施例中)，光学窗112在表面112A上在侧壁114之间进行延伸。在此情况下，当屏蔽体110用作温屏蔽体并且侧壁114未被冷却时，表面112A也未被冷却。通常,这些窗(或过滤器)具有低的热发射率。应理解，在本发明的其他实施方案中，表面112A可能根本不存在，光学窗112可能在侧壁114之间延伸。参照图2A，其示意说明了本发明的热屏蔽体210。为清楚且不失一般性地，当在以下实施方案的描述中涉及热屏蔽体的元件时，图1A和IB中的附图标记用于指示本发明实施例中的相同元件。还应理解，在图2A和2B的描述中，没有对所有的热屏蔽体元件都进行说明，而只是为理解以下描述而考虑的那些元件。在图2A中，示出了热屏蔽体210的横截面视图，所述视图在含有光轴的平面内得至IJ，所述光轴指向光通过所述屏蔽体传播的大致方向。由z轴和y轴定义的坐标系在具有位于所述屏蔽体的光学窗112的中心处的起点的图中进行了说明。位于光学窗112和基底116之间的所述屏蔽体的内表面115由横截面轮廓P(Z)表不。
在所述图中，说明了通过光学窗112进入热屏蔽体210、撞击到反射内表面115的点[Z(l，P(Z0)I处、并从此处朝着位于检测器位置117外部的基底116的辐射吸收区域118反射的光线R的光路。描绘的光线R被认为代表可穿过光学窗112并撞击到内表面115的点[zQ, P(Ztl)]处的最陆光束(steepest light beam)。对于光学窗112(即该光学窗的光孔)和IR检测器位置(例如117)的给定尺寸Rw和Rd，以及对于给定的它们之间的距离L，本发明的热屏蔽体可以被构建成，其侧壁的内表面的反射区域具有任何轮廓P(z)，该轮廓满足下式并且对于任何z均是等效的:P (z) - (L-z) *Tan (a_b) > Rd角度a通过下式给出a = Tarf1 ((Rw+P (z)) /z)并且代表朝着内表面115穿过所述窗112的最陡光束相对于z轴的角度。角度b被确定为b = Tan-1 (dP(z)/dz)并且为轮廓P (Z)和z轴的某点z [zQ，P(Ztl)]点)之间的角度。相应地，本发明可以通过构建侧壁114的反射表面115，使得所述侧壁的任何(一个或多个)横截面轮廓P(Z)满足上述方程式而实现，所述横截面取自含有z轴的任何(一个或多个)切割平面。这确保了任何光束，包括穿过光学窗112并撞击在内表面115上的最陡光束(相对于z轴)，从此处朝着检测器位置117的外部反射。应注意，通过利用构成所述屏蔽体的侧壁114的内表面115的不同轮廓，对于给定的光学窗112和IR检测器位置117的所需尺寸和对于给定的它们之间的所需距离L，可获得不同形状系数的热屏蔽体。还应注意，侧壁114的内表面115的轮廓P(Z)不一定是光滑函数(smooth function)。因此,如下文所述,本发明可用由多个侧面构成的侧壁114实现，只要由这些侧面形成的内表面的轮廓满足上文方程式即可。现参照图2B，其示意说明了本发明屏蔽体的内表面的三个不同的轮廓。轮廓Pe是类似于图1A中的轮廓P的构造而构成的椭圆轮廓，由此使视场外光束反射到检测器的敏感区之外的区域。轮廓Ph和Pc示例了两个适于在本发明温屏蔽体的内表面横截面轮廓中使用的几何横截面轮廓(例如类似于图1A中的屏蔽体110)。此处，Ph是双曲线弧形轮廓，Pc是截顶圆锥轮廓。双曲线弧形轮廓Ph利用了双曲线的数学性质，使得从入射线直接发出的穿过温屏蔽体孔(光学窗112)的光线被温屏蔽体壁反射后不会到达IR检测器(例如FPA)。内表面轮廓的这种构造确保了被轮廓Pe壁的内表面朝着检测器的敏感区之外反射的检测器视场之外的任何光线，还被轮廓Ph壁和Pc壁的内表面朝着检测器的敏感区之外反射。但是，这些轮廓通常与具有大形状系数(form factor)的热屏蔽体有关，更具体地，特别是大尺寸的基底116和辐射吸收区域118。现参照图3A至3C，其示出了本发明一个实施例的IR检测系统300，其中，来自杜瓦瓶的光吸收区域的热排放通过将所述杜瓦瓶的光吸收区域冷却至低温而降低。在以下描述中，同时参照这些附图。所述IR检测系统300包括IR检测器122、冷却系统124和根据本发明实施方案构造和运行的杜瓦瓶组件310。在本实施例中，杜瓦瓶组件310包括热屏蔽体311，所述热屏蔽体311含有与上述图1A和IB的热屏蔽体类似的元件，即含有光学窗112、基底116和侧壁114，所述侧壁114位于光学窗112和基底116之间且封装有光传播的大致方向。本实施例中的热屏蔽体311起温屏蔽体的作用，该屏蔽体的侧壁114的内表面及外表面被构造成用于热辐射的低发射(例如在IR检测器所敏感的波长下，发射率不超过几个百分比，更优选小于1%的辐射发射率)。所述IR检测器122位于基底116的朝向杜瓦瓶210内部的内表面上的指定位置117并耦合至所述指定位置117上。所述基底116由一个或多个导热材料制成，并热耦合至冷却系统124，使得当冷却系统处于运行中时，基底116的内表面被冷却至低冷冻温度。在IR检测器122和侧壁114之间延伸的基底116的冷却的内表面区域被构造成具有高发射率(例如使变黑和变粗糙，以增加光发射率)，由此用作热屏蔽体311的光/辐射吸收区域118。如上所述，IR检测器122在基底116上的指定位置117对应于检测的辐射所指向的位置。基底116上的该指定位置117可以是其顶部安装有IR检测器122的位置，或者是所检测的辐射穿过光学窗(例如孔或冷滤器)而朝向该检测器的位置。如图3B和3C所示，在本实施例中，IR检测器122直接安装在该IR检测系统的指形冷冻器124上。基底116——其也与指形冷冻器124热耦合，包括位于IR检测器122的指定位置117以上的冷滤器117A(在检测器117的位置和光学窗112之间)。在此情况下，冷滤器117A与指形冷冻器124直接热耦合(通过基底116)。类似于上文参照图1A和IB所述的屏蔽体110，在本实施例中，侧壁114的形状(反射内表面115的横截面轮廓)也被构造成，使得通过光学窗112进入杜瓦瓶210的视场之外的辐射被侧壁114朝着基底116的冷却内表面的辐射吸收区域118而反射。在本实施例中，侧壁115的反射内表面115被构造成具有双曲线截面轮廓Ph。现参照图4示意说明本发明一个实施例的IR检测系统400，其中所述系统400利用一个非致冷IR检测器。另外，在本实施例中，杜瓦瓶的光吸收区域118不被冷却至低温/冷冻温度。所述IR检测系统400包括非致冷IR检测器122 (在本具体实施例中，为辐射热IR检测器)和根据本发明构造和运行的杜瓦瓶组件410。本实施例的杜瓦瓶组件410和上文参照图1A和IB描述的热屏蔽体110包括的类似元件用相同的附图标记表示。所述杜瓦瓶组件410包括光学窗/过滤器112、包括辐射吸收区域118和检测器位置117的基底116、及位于光学窗112和基底116之间且封装有光传播的大致方向的侧壁114。在本实施例中，所述侧壁114限定了来自光学窗的光传播的孔径光阑(aperture stop) 112A0所述杜瓦瓶组件410用作完全非致冷的屏蔽体，即屏蔽体的侧壁114以及其基底116 (包括辐射吸收区域118)被保持为非致冷状态且处于冷冻温度以上的温度(例如约接近环境温度)。类似于上文参照图1A和IB所述的构造。屏蔽体的侧壁114的内表面和外表面被构造成用于热辐射的低发射，由此允许屏蔽体外部具有低的热辐射吸收率，以及使所述侧壁的内表面115具有低的热(黑体)辐射发射率。另外，此处，所述侧壁114的内表面115的轮廓还被构造成用于将来自光学窗112并撞击其上的视场之外的福射反射到检测器敏感区外的区域上(例如朝着基底116的光/辐射吸收区域118)。转而言之，光吸收区域118——撞击壁114的视场之外的辐射中的大部分通常所指向这里，被构造成具有高吸收率/低反射率，使得聚焦的-非漫射的辐射基本不由其直接或间接地向着IR检测器反射。实际上，由于保持了热平衡，被光吸收区域118吸收的能量从基底116作为黑体辐射而发射出。但是，从基底116发射出的黑体辐射的图案/空间分布被控制，并基本与穿过光学窗112而进入的光的图案无关。实际上，从基底116发射出的辐射被漫射/非定向的(由于光吸收区域118的高吸收结构/涂层，例如由于粗糙/挡板结构)，并基本具有空间均匀的强度(例如由于基底内的导热性和黑色涂层的扩散性能)。因此，来自基底116的热噪声(例如从侧壁114反射到IR检测器122上的基底116的热“图像”)可在由IR检测器122得到的信号中被考虑(例如除去/抑制)，由此提供改进的SNR。实际上，由IR检测器122捕获的来自基底116的热噪声的强度，取决于基底116的温度。因此，可选地，在本发明的一些实施方案中，将基底116的温度和辐射吸收区域118的温度稳定至基本恒定的温度，使得更准确地考虑该热噪声。在本实施例中，热泵模块125 (例如热电冷却器TEC)是温度稳定组件(未全部示出)中的部件，所述温度稳定组件被热耦合至辐射热IR检测器122和杜瓦瓶组件410的基底116。所述热泵模块125通过温度稳定组件运行，以保持IR检测器122和基底116处于基本持续恒定的温度条件下。这改进了 IR检测系统400的性能(SNR)，因为其允许准确思考和考虑由基底116发出的噪音。此处应注意，固定基底116的温度(例如通过温度稳定组件)是可选的。另外，IR检测系统的性能可通过不利用基底116的温度稳定的其他(例如可替代的)技术而改进。例如，利用特别设计的算法，评估在基底116的各种温度下由基底投射到IR检测器上的热噪音的量。在该具体的非限定实施例中，指定的在基底116上的检测器位置117实际为一个孔，所检测的光穿过该孔而朝向辐射热IR检测器122。但是，应理解，根据本发明，光学窗112和指定位置117两者中任意一个可作为过滤器和光学窗的孔径光阑或其他光学元件中的任意一个而实施。如上文所述，指定位置117也可以为其顶部安装有检测器的实际位置。图5A至5G以自说明的方式显示了另外几个本发明热屏蔽体构造的实施例。在这些实施例中，屏蔽体的侧壁114含有多个面。在这些图中示出的热屏蔽体包括的元件与上文针对图1A和IB的热屏蔽体110所述的标有相同附图标记的那些元件类似。更具体地，在光学窗112和基底116之间延伸的热屏蔽体的内表面115的横截面轮廓的特征在于，具有基本不连续的斜率(导数)。图5A、5B和5C显示了本发明热屏蔽体510的一个实施例，其中侧壁114由多个环状(或类似截顶锥)结构S1-S5构成。图5A示出了本实例屏蔽体510的分解图。图5B为沿含有所述屏蔽体的光轴z的任意切割平面所取的屏蔽体的横截面视图。图5C为垂直于光轴z而取的屏蔽体510的基底116的横截面视图。在本实施例中，如由图5C所见，基底116具有圆形。图5B中所示侧壁115的内表面115的轮廓函数P为由多条线直线连接在一起形成的非平滑函数。轮廓函数P根据上述条件而被构造成，使得所述屏蔽体的内表面将撞击其上的视场之外的辐射反射到检测器敏感区之外的区域上。在本实施例中，所述屏蔽体关于z轴径向对称，因此，关于所取得的含有z轴的任何平面的横截面而言，会得到类似轮廓的侧壁横截面。图5D、5E和5F显示的是本发明热屏蔽体520的另一实施例，其中所述侧壁114由多个各自在基底和光学窗之间延伸的平面而形成。在该非限制性实施例中，所述屏蔽体的侧壁114由六个平面构成。图示出了屏蔽体520的分解图。形成所述侧壁的六个平面之中的三个前面的(该图中)平面用附图标记P1、P2和P3标示。图5E为所述屏蔽体的横截面视图，所述横截面取自含有y轴(图5F中标记)和所述屏蔽体的光轴z的切割平面。图5F为在垂直于光轴z的切割平面中，屏蔽体520的基底116的横截面视图。在本实施例中，所述基底116具有六边形(具有六个面)。但是，应理解，本发明可用含有不同面数的基底的其他形状实现。如图5E所示，内表面115的横截面轮廓P具有由类似关于图1A和IB所述的技术而构造成的平滑的椭圆弧形状，所述横截面取自既含有y轴也含有z轴的平面。由于本实施例的屏蔽体不关于z轴径向对称(基底的形状不为圆形)，因此所述屏蔽体壁的横截面轮廓，其特征在于，轮廓函数K比描绘的轮廓P具有更大或相等的值和具有更大或相等的斜率，所述横截面取自含有z轴的任意平面。因此，所述屏蔽体的内表面将撞击其上的视场之外的辐射反射到检测器敏感区之外的区域。图5G示出了本发明热屏蔽体530的另一实施例的分解图，其中所述屏蔽体的侧壁114含有多个基本平坦的面。在本实施例中，垂直于光轴z而取得的所述屏蔽体530的基底116的横截面具有图5F所示的六边形。所述屏蔽体530的侧壁114的横截面轮廓与图5B中所示的类似，所述横截面取自含有所述屏蔽体的光轴z和图4F中描绘的y轴的平面。因此，本发明提供了新的杜瓦瓶组件和使用其的IR检测系统，其中使用一个温屏蔽体单元，所述温屏蔽体单元被构造成用于光学封装光收集区域的封装体，并具有合适几何形状的反射性内表面，使得入射光的光部分朝着光收集区域之外的区域反射。本领域技术人员将容易地认识到，在不偏离在所附权利要求书中限定的和由所附权利要求书限定的本发明范围的情况下，可对前文所述的本发明实施方案进行多种修改和改变。
权利要求
1.用在包括IR检测器单元类别的光学IR检测系统中的杜瓦瓶组件，其中所述杜瓦瓶组件包含: 一个基底，其含有辐射吸收区域并被安置成用于限定所述杜瓦瓶组件的光收集区域；和 一个温屏蔽体单元，其具有一个使入射光穿过其而进入所述杜瓦瓶的光学窗，所述温屏蔽体单元被构造成一个封装体，用于光学封装所述基底，和限定一个反射内表面，所述反射内表面被构造成，使穿过所述光学窗传播到所述内表面上的入射光的光部分被所述内表面向着所述光收集区域外部的区域反射。
2.权利要求1所述的杜瓦瓶组件，其中所述内表面和所述温屏蔽体单元的外表面具有低发射率性质，降低了被所述各表面吸收的辐射的量，由此降低了由所述内表面在给定的温度条件下发出的辐射的量。
3.权利要求2所述的杜瓦瓶组件，其中所述内表面的发射率不超过几个百分比。
4.前述权利要求中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述温屏蔽体单元的所述反射内表面曝光于所述光收集区域。
5.前述权利要求中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述辐射吸收区域的面向所述温屏蔽体单元的所述内表面的表面，具有高发射性，由此提供了所述基底的所述表面的有效辐射吸收率。
6.权利要求5所述的杜瓦瓶组件，其中所述辐射吸收区域的所述表面具有粗糙质地，使辐射由所述表面的反射最小化。
7.权利要求1-6中任一项所述的杜瓦瓶组件，被构造成用在包括低温冷却系统类别的光学IR检测系统中，所述低温冷却系统用于至少冷却所述IR检测器单元的光敏区域；所述杜瓦瓶组件适于在所述低温冷却系统和所述基底之间进行热耦合，用于冷却所述基底的辐射吸收区域。
8.权利要求1-6中任一项所述的杜瓦瓶组件，被构造成用在包括温度稳定系统类别的光学IR检测系统中，所述温度稳定系统用于至少稳定所述IR检测器单元的光敏区域；所述杜瓦瓶组件适于在所述温度稳定系统和所述基底之间进行热耦合，用于稳定所述基底的辐射吸收区域的温度。
9.前述权利要求中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述温屏蔽体单元含有一个基本由所述基底朝着所述温屏蔽体单元的表面延伸的侧壁，所述温屏蔽体单元中开设有所述光学窗并限定了所述杜瓦瓶组件的一个光轴，所述光轴指明光在所述光学窗和所述光收集区域之间传播的大致方向。
10.权利要求9所述的杜瓦瓶组件，其中所述内表面含有所述侧壁的面向所述杜瓦瓶组件内部的各表面。
11.权利要求9和10中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述温屏蔽体单元的外表面含有所述侧壁的面向所述杜瓦瓶组件外部的各表面。
12.权利要求9所述的杜瓦瓶组件，其中所述侧壁含有多个连接在一起的面，所述内表面通过连接所述各面的表面而形成。
13.权利要求9所述的杜瓦瓶组件，其中所述内表面的横截面轮廓的形状被构造成，使穿过所述光学窗到达所述内表面上的入射光朝向所述基底的至少一个辐射吸收区域反射，所述横截面取自含有所述光轴的切割平面内。
14.权利要求13所述的杜瓦瓶组件，其中所述内表面的横截面轮廓的形状被设计成，用于减少所述内表面的表面面积，从而使得能够通过减少由所述内表面发出的热辐射的量来增加由所述光收集区域而收集的光的信噪比。
15.权利要求14所述的杜瓦瓶组件，其中所述形状具有凹曲度。
16.权利要求13-15中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述横截面轮廓的所述形状为椭圆弧的形式。
17.权利要求13-15中任一项所述的杜瓦瓶组件，其中所述横截面轮廓的所述形状为双曲线弧的形式。
18.—种光学IR检测系统，含有:一个IR检测器单元，其具有一个光收集区域；和一个杜瓦瓶组件，其含有具有光学窗的温屏蔽体单元，入射光穿过所述光学窗而进入所述杜瓦瓶，所述温屏蔽体单元被构造成一个封装体，用于光学封装所述光收集区域和限定一个反射内表面，所述反射内表面被构造成，使穿过所述光学窗传播到所述内表面上的入射光的光部分被所述内表面向 着所述光收集区域外部的区域反射。
全文摘要
提供了一种杜瓦瓶组件，用于在光学IR检测系统中限定一个光收集区域。所述杜瓦瓶组件含有一个温屏蔽体单元，所述温屏蔽体单元被构造成一个封装体，用于光学封装光收集区域并具有一个光学窗，入射光经穿所述光学窗进入所述杜瓦瓶。所述温屏蔽体限定一个反射内表面，该反射内表面被构造成，使得穿过所述光学窗传播到所述内表面上的入射光的光部分被所述内表面反射向所述光收集区域外部的区域。
文档编号G01J5/06GK103168217SQ201180049725
公开日2013年6月19日 申请日期2011年10月11日 优先权日2010年10月14日
发明者迈克尔·辛格 申请人:半导体器件-埃尔法特系统-拉法合伙公司