低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件的制作方法
【專利摘要】本專利公開(kāi)了一種低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件，包括支撐板、安裝限位板、多波段濾光片和上蓋板。支撐板和上蓋板上設(shè)有若干個(gè)通光孔，安裝限位板上設(shè)有若干個(gè)濾光片安裝槽。在安裝時(shí)可將多個(gè)不同波段的濾光片一次性放入安裝限位板的安裝槽內(nèi)，通過(guò)限位擋條實(shí)現(xiàn)濾光片的精密裝配。本結(jié)構(gòu)中，支撐板、安裝限位板和上蓋板均采用低膨脹合金材料，裝配前需表面發(fā)黑處理，裝配用膠為耐低溫膠。該組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)多波段濾光片制備要求低，通道間光學(xué)串音小，結(jié)構(gòu)可靠性高，可實(shí)現(xiàn)各波段濾光片的一次性膠結(jié)裝配，濾光片拼縫小，組裝精度高。
【專利說(shuō)明】低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及一種濾光片組件結(jié)構(gòu)，特別涉及一種低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件，它應(yīng)用于濾光片通道多、多波段濾光片單片集成制備難度大、拼接密度高、光串率低、結(jié)構(gòu)可靠性高的場(chǎng)合。

【背景技術(shù)】
[0002]多光譜探測(cè)器的小型化和集成化已成為紅外探測(cè)器的發(fā)展方向之一，多通道濾光片與相應(yīng)波段探測(cè)器的直接耦合，由于光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)可靠、探測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用。目前多通道濾光片集成方式主要有拼接膠合法和單片集成法。拼接膠合法實(shí)現(xiàn)形式簡(jiǎn)單，對(duì)濾光片鍍膜要求低，應(yīng)用廣泛，可將不同波段的濾光片獨(dú)立制備后切割成規(guī)定尺寸的小片，在光闌上直接拼接，但傳統(tǒng)的拼接結(jié)構(gòu)在高密度集成時(shí)相鄰濾光片易尺寸干擾，易引入光學(xué)串音。單片集成法的實(shí)現(xiàn)形式主要有可調(diào)諧濾光片、濾光片陣列等?？烧{(diào)諧濾光片是以F-P干涉儀式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行窄帶濾光片的設(shè)計(jì)，通過(guò)電、熱、聲等方式對(duì)結(jié)構(gòu)中諧振腔層的厚度或折射率進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)濾光片的光譜掃描，但這種方式控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜，每次只能形成一個(gè)通道，不能讓多個(gè)通道同時(shí)工作，無(wú)法滿足集成化的需求。濾光片陣列可實(shí)現(xiàn)多通道同時(shí)工作，但通道間易串?dāng)_，周東平等人公開(kāi)了微型集成窄帶濾光片陣列及其制備方法專利號(hào):200610027388.X，對(duì)濾光片邊沿和底面進(jìn)行了金屬化，可以有效解決入射引起的串?dāng)_問(wèn)題，但增強(qiáng)了濾光片下底面與探測(cè)器芯片表面反射引入的串?dāng)_，另外，要制備集成濾光片，其成品率隨著集成數(shù)目的增加而呈指數(shù)下降。而且對(duì)于高密度集成濾光片，各個(gè)通道濾光片尺寸往往很小，很難在制備過(guò)程中對(duì)單通道濾光片進(jìn)行測(cè)量、篩選。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接的結(jié)構(gòu)或方法，解決傳統(tǒng)拼接膠合法易發(fā)生尺寸干擾、光串大和單片集成制備復(fù)雜、成品率低等問(wèn)題。
[0004]本專利的低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件，包括支撐板1、安裝限位板
2、多波段濾光片3及上蓋板4，所述的支撐板1、安裝限位板2及上蓋板4均采用相同的低膨合金材料，投影外邊界尺寸一致，表面需發(fā)黑處理；矩形支撐板I厚度為0.1?0.2mm,中部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形下通光孔5，下通光孔5尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.2?2mm ;矩形安裝限位板2的厚度與濾光片厚度一致，其內(nèi)部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形濾光片安裝槽7,長(zhǎng)度為a+0.5?a+lmm,寬度為b?b+0.05mm,其中a為濾光片長(zhǎng)度，b為濾光片寬度，相鄰濾光片安裝槽7之間的擋條寬度為0.05?0.15mm ;濾光片安裝槽組的外側(cè)設(shè)有應(yīng)力釋放槽8，長(zhǎng)度與濾光片安裝槽7長(zhǎng)度一致，寬度為0.3?Imm ;矩形上蓋板4厚度為0.05?0.15mm,中部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形上通光孔6，上通光孔6尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.1?2_。支撐板I上方，裝配有安裝限位板2，通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定，多波段濾光片3裝配在安裝限位板2相應(yīng)的濾光片安裝槽7內(nèi)，每個(gè)濾光片兩頭均通過(guò)耐低溫膠與支撐板I膠接固定，安裝限位板2上方，裝配有上蓋板4，通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定。
[0005]本專利的具體制備方法或步驟如下:
[0006]A.選擇合適的低膨脹合金材料板材，如4J29、4J42等，其中，支撐板I的厚度為
0.1?0.2mm,和上蓋板4厚度為0.05?0.1mm,安裝限位板2厚度與濾光片厚度一致。
[0007]B.矩形支撐板I中部通過(guò)低應(yīng)力加工方法加工若干個(gè)矩形下通光孔5，下通光孔5尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.2?2mm ;矩形安裝限位板2通過(guò)低應(yīng)力加工方法加工若干個(gè)矩形濾光片安裝槽7,長(zhǎng)度為a+0.5?a+lmm,寬度為b?b+0.05 ;濾光片安裝槽組的外側(cè)加工有應(yīng)力釋放槽8，長(zhǎng)度與濾光片安裝槽7長(zhǎng)度一致，寬度為0.3?1_ ;矩形上蓋板4通過(guò)低應(yīng)力加工方法加工若干個(gè)矩形上通光孔6,上通光孔6尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.1?2mm。加工完成后，支撐板1、安裝限位板2及上蓋板4需表面發(fā)黑處理，以減少雜散光的影響。所述低應(yīng)力加工方法包括化學(xué)刻蝕、精密激光成形等。
[0008]C.裝配時(shí)，首先將支撐板I和安裝限位板2通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定，再將多波段濾光片3小片一次性放入安裝限位板2相應(yīng)的濾光片安裝槽7內(nèi)，每個(gè)濾光片兩頭均通過(guò)耐低溫膠膠接固定，最后將上蓋板4通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定。
[0009]本專利的低溫用多波段濾光片窄縫拼接組件有三個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是采用支撐板I和上蓋板4同時(shí)限光的結(jié)構(gòu)，其中下通光孔5為精確限光，可有效降低背景輻射，減小探測(cè)器噪聲，提高探測(cè)器性能，上通光孔6為粗略限光，并遮擋各波段濾光片切割邊，有效降低因切割過(guò)程中邊沿膜層崩裂而引入的雜光。二是設(shè)置獨(dú)立的安裝限位結(jié)構(gòu)，通過(guò)精密激光加工或化學(xué)刻蝕等方法加工安裝限位板2，濾光片安裝槽7之間的擋條可以有效防止相鄰波段間的光學(xué)串音，實(shí)現(xiàn)多波段濾光片3的一次性精確膠結(jié)裝配，有效降低各波段濾光片裝配過(guò)程中的尺寸干擾。而通常多波段濾光片3拼接時(shí)其限位結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在光闌上，通過(guò)機(jī)械銑加工等方式設(shè)置定位槽，而一體加工槽底難以有效清根，濾光片安裝面平面度難以保證，從而難以實(shí)現(xiàn)窄縫和高精度拼接。三是支撐板1、安裝限位板2及上蓋板4均采用低膨脹合金材料，濾光片安裝槽組的外側(cè)設(shè)有應(yīng)力釋放槽8，可減小濾光片組件在低溫應(yīng)用時(shí)由于熱失配引起的形變應(yīng)力，而且裝配前上述零件均表面發(fā)黑處理，可大大降低雜散光對(duì)器件性能的影響。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1多波段濾光片組件整體拼接示意圖。
[0011]圖2未裝上蓋板組件的俯視圖。
[0012]圖3裝配上蓋板后組件的俯視圖。
[0013]I支撐板、2安裝限位板、3多波段濾光片、4上蓋板、5下通光孔、6上通光孔、7濾光片安裝槽、8應(yīng)力釋放槽

【具體實(shí)施方式】
:
[0014]一種低溫用三波段濾光片窄縫拼接組件，包括支撐板1、安裝限位板2、多波段濾光片3及上蓋板4。支撐板I和上蓋板4均選用厚度為0.1mm的可伐片，安裝限位板2采用厚度0.25mm的可伐片，濾光片均為10mmX2mmX0.25mm的小片。支撐板1、安裝限位板2和上蓋板4的投影外邊界尺寸一致，且均為矩形。支撐板I中設(shè)有3個(gè)矩形下通光孔5，長(zhǎng)寬尺寸均為8.5mmX 1.7mm,安裝限位板2中濾光片安裝槽7為矩形,長(zhǎng)寬尺寸均為IlmmX 2mm,濾光片安裝槽7之間擋條的寬度為0.15mm,應(yīng)力釋放槽8的長(zhǎng)寬尺寸為llmmX0.4mm,上蓋板4中設(shè)有3個(gè)矩形上通光孔6，長(zhǎng)寬尺寸均為9mmX 1.85mm。支撐板I和上蓋板4均采用化學(xué)蝕刻法加工，加工完成后鍍黑鎳處理，濾光片采用大片鍍膜后用劃片機(jī)劃成相應(yīng)規(guī)格的小片。
[0015]裝配時(shí)，首先將支撐板I和安裝限位板2通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定，再將3個(gè)濾光片3小片一次性放入安裝限位板2相應(yīng)的濾光片安裝槽7內(nèi)，每個(gè)濾光片兩頭均通過(guò)耐低溫膠膠接固定，最后將上蓋板4通過(guò)外邊界對(duì)齊后用耐低溫膠膠結(jié)固定。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫下應(yīng)用的多波段濾光片窄縫拼接組件，它包括支撐板(I)、安裝限位板(2)、多波段濾光片(3)及上蓋板(4)，其特征在于: 所述的支撐板(I)、安裝限位板(2)及上蓋板(4)均采用相同的低膨合金材料，外邊界尺寸一致，表面發(fā)黑處理；矩形支撐板(I)厚度為0.1?0.2mm,中部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形下通光孔(5)，下通光孔(5)尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.2?2_ ;矩形安裝限位板(2)的厚度與濾光片厚度一致，其內(nèi)部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形濾光片安裝槽(7)，長(zhǎng)度為a+0.5?a+lmm,寬度為b?b+0.05mm,其中a為濾光片長(zhǎng)度，b為濾光片寬度,相鄰濾光片安裝槽(7)之間的擋條寬度為0.05?0.15mm ;濾光片安裝槽組的外側(cè)設(shè)有應(yīng)力釋放槽⑶，長(zhǎng)度與濾光片安裝槽(7)長(zhǎng)度一致，寬度為0.3?Imm ;矩形上蓋板⑷厚度為.0.05?0.15mm,中部設(shè)有與濾光片數(shù)量相同的矩形上通光孔￠)，上通光孔(6)尺寸小于相應(yīng)濾光片尺寸0.1?2mm ； 支撐板(I)與安裝限位板(2)用耐低溫膠膠結(jié)固定，多波段濾光片(3)裝在安裝限位板(2)相應(yīng)的濾光片安裝槽(7)內(nèi)，每個(gè)濾光片兩頭均通過(guò)耐低溫膠與支撐板(I)膠接固定，上蓋板(4)安裝在限位板(2)上方，通過(guò)耐低溫膠與限位板(2)膠結(jié)固定。
【文檔編號(hào)】G02B7/00GK203965698SQ201420312101
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】莫德鋒, 劉大福, 張晶琳, 蔣夢(mèng)蝶, 楊力怡, 李雪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所