專利名稱：一種帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電探測器中的一種帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器。
單元探測器的冷屏中間開孔一般是圓形的，焦平面列陣探測器的冷屏中間開孔一般是矩形，以此來限制背景輻射通量，降低背景光電流的散粒噪聲，從而提高探測器信噪比。但是由于焦平面列陣探測器光敏元的單元所處位置的不同，所對應(yīng)的窗口的視場角是不一樣的，所以會導(dǎo)致探測率的不均勻性。
本實(shí)用新型的目的是提出一種能有效減少背景輻射的入射，使處于不同位置的光敏元單元的視場角的差別大大縮小的異形冷屏。帶有這種異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器可以使器件的探測率均勻化，圖象的質(zhì)量得到提高。
本實(shí)用新型的帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器包括外殼體2和內(nèi)膽3構(gòu)成中間夾有真空夾層4的杜瓦1，外殼體的頂端帶有抽氣口5和光敏元接線柱6，內(nèi)膽的頂端帶有注入液氮的注入口7，內(nèi)膽的內(nèi)腔裝有液氮8，內(nèi)膽的外底部置有光敏元9，與光敏元相對的外殼體底部置有紅外窗口10，在紅外窗口與光敏元之間裝有異形冷屏11。所說的異形冷屏為中間開有一異形孔，該異形孔由二條短邊是直線，二條長邊是圓的一段弧線構(gòu)成。異形孔的位置應(yīng)與光敏元的位置一致。所說的光敏元為1-10×500線列。本實(shí)用新型有如下的優(yōu)點(diǎn)1．由于異形冷屏的異形孔為二邊寬，越往中間越窄的形狀，使光敏元中間單元所對應(yīng)的視場角有所減小，而邊上單元所對應(yīng)的視場角基本不變，則較大縮小了中間單元與邊上單元所對應(yīng)的視場角的差別，便提高了列陣器件探測率的均勻性。
2．由于冷屏的異形孔對背景的開口很小，只是局限于探測器正上方很小的范圍，所以探測器的光敏面除了接收遠(yuǎn)處的探測目標(biāo)的入射輻射外，只接受很少的其他方向的背景入射，提高了有用信號的比例，從而有助于提高信噪比。
3．背景量的減少，直接減少了焦平面探測器的暗電流，使二極管的動(dòng)態(tài)電阻得到很大的提高，在其他條件不變的情況下，提高了探測器的優(yōu)值R0A，也便提高了由其所決定的探測率。
圖1為本實(shí)用新型的帶有異形冷屏紅外焦平面列陣探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為異形冷屏平面示意圖；圖3為異形開孔冷屏結(jié)構(gòu)下的視場角隨列陣器件光敏元單元位置分布的變化圖；圖4為矩形開孔冷屏結(jié)構(gòu)下的視場角隨列陣器件光敏元單元位置分布的變化圖。
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說明如圖1所示的結(jié)構(gòu)，帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器包括外殼體2和內(nèi)膽3構(gòu)成中間夾有真空夾層4的杜瓦1，外殼體的頂端帶有抽氣口5和光敏元接線柱6，內(nèi)膽的頂端帶有注入液氮的注入口7，內(nèi)膽的內(nèi)腔裝有液氮8，內(nèi)膽的外底部置有光敏元9，光敏元為n=500線列，光敏元長度為1=1.5cm，與光敏元相對的外殼體底部置有紅外窗口10，在紅外窗口與光敏元之間裝有異形冷屏11，光敏元與異形冷屏的距離為h=1cm。異形冷屏為中間開有一異形孔，異形孔的二條短邊是直線為b=0.3cm，二條長邊是圓的一段弧線，弧長為a=2cm。異形孔的長度方向應(yīng)與光敏元的線列方向一致。
視場角隨列陣器件光敏元單元位置分布的關(guān)系式為Ωi=∫-a/2a/2da∫ab*h2(h2+ai2+bi2)2,]]>Ωi為第i個(gè)單元的視場角，ai,bi為積分點(diǎn)離中心點(diǎn)的距離，它們的數(shù)值由上述的a,b,l,h,n決定，b的積分范圍由r和b決定，r為圓弧的半徑為5cm。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得出如圖3所示的結(jié)果。從圖中可以看出，由于冷屏開孔的異形，使視場角隨單元位置的變化變得均勻了許多，邊上和中間象元的不均勻性只有5％。當(dāng)冷屏開孔為矩形時(shí)，根據(jù)上述的關(guān)系式，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得出如圖4所示的結(jié)果。很明顯，視場角是中間大，兩邊小，它的不均勻性達(dá)到了16％。
從上述的實(shí)施例結(jié)果可以看出，選取適當(dāng)?shù)膮?shù)可以使整列單元的視場角趨于相等，從而提高了器件探測率的均勻性。
權(quán)利要求1．一種帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器包括外殼體(2)和內(nèi)膽(3)構(gòu)成中間夾有真空夾層(4)的杜瓦(1)，外殼體的頂端帶有抽氣口(5)和光敏元接線柱(6)，內(nèi)膽的頂端帶有注入液氮的注入口(7)，內(nèi)膽的內(nèi)腔裝有液氮(8)，內(nèi)膽的外底部置有光敏元(9)，與光敏元相對的外殼體底部置有紅外窗口(10)，其特征在于在紅外窗口與光敏元之間裝有異形冷屏(11)，所說的異形冷屏為中間開有一異形孔，該異形孔由二條短邊是直線，二條長邊是圓的一段弧線構(gòu)成，異形孔的位置應(yīng)與光敏元的位置一致。
2．根據(jù)權(quán)利要求1一種帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器，其特征在于所說的光敏元為1-10×500線列。
專利摘要一種帶有異形冷屏的紅外焦平面列陣探測器,包括:外殼體和內(nèi)膽構(gòu)成中間夾有真空夾層的杜瓦,外殼體的頂端帶有抽氣口和光敏元接線柱,內(nèi)膽的頂端帶有注入液氮的注入口,內(nèi)膽內(nèi)裝有液氮,內(nèi)膽的外底部置有光敏元,與光敏元相對的外殼體底部置有紅外窗口,在紅外窗口與光敏元之間裝有異形開孔的冷屏。異形孔具有二邊寬,中間窄的形狀,使光敏元中間單元所對應(yīng)的視場角有所減小,而邊上單元所對應(yīng)的視場角基本不變,從而較大地縮小了中間單元與邊上單元所對應(yīng)的視場角的差別,提高了列陣器件探測率的均勻性。
文檔編號G01N21/35GK2463829SQ00259499
公開日2001年12月5日 申請日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者朱立振, 李言謹(jǐn) 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所