專利名稱：九象限激光探測器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于激光制導(dǎo)、激光定位、激光測量領(lǐng)域的新型激光探測組件，尤 其涉及一種九象限激光探測器組件。
技術(shù)背景紅外探測器和系統(tǒng)的發(fā)展體現(xiàn)了紅外技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，現(xiàn)今的探測器已從單象限 發(fā)展到多象限，其功能和制作工藝都有長足的進歩。應(yīng)用于激光制導(dǎo)、激光定位、激光測量 領(lǐng)域中的光電探測系統(tǒng)多使用象限元件，根據(jù)光軸的偏移量大小和偏移方位，計算測定目標。目前常見的多象限探測器有四象限、三象限和二象限，光敏面直徑大部分小下-6mm，此 類探測器探測光敏面小、光敏分區(qū)少、探測靈敏度低、動態(tài)范圍小、各象限輸出信號一致性 差等缺點，故需要設(shè)計一種新的多象限探測器來克服上述缺點。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種九象限激光探測器組件，它包括內(nèi)外結(jié)構(gòu)體、激光探測器芯片 和放大器電路，其特征在于所述的激光探測器芯片有九個象限，分別對應(yīng)九路放大器電路。 激光探測器芯片的九個象限在同一平面內(nèi)組成探測光敏面，其中有一個象限在探測光敏面中心，并與探測光敏面成同心圓；探測光敏面的其余部分按圓心角等分為八個象限。所述的探測光敏面直徑為6 15mm。各個象限間的間隔及各個象限與探測光敏面外沿的間隔為0.1 0.3mm。 與探測光敏面成同心圓的象限的直徑為0.2~2mm。其中，內(nèi)外結(jié)構(gòu)體又包括管座、管腳和管殼，激光探測器芯片置于管座的頂平面上， 并通過放大器電路與管腳鍵合引出九路電信號；管腳固定在管座下端，管殼與管座全金屬化 熔封。放大器電路中的放大器做成厚膜混合電路，帖于管座的周圍。本實用新型的有益技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、激光探測光敏面大、光敏分區(qū)多、探測靈敏度高，動態(tài)范圍大、工作可靠性高、各象限輸出信號一致。

附圖l，九象限激光探測器組件側(cè)視圖； 附圖2，九象限激光探測器組件俯視圖； 附圖3，探測光敏面象限分布圖； 附圖4，放大器電路原理框圖；附圖5，組件響應(yīng)脈沖寬度13ns、光功率5uw光脈沖時波形圖；附圖6，激光探測器芯片結(jié)構(gòu)原理圖； 附圖7，本實用新型器件尺寸對照表；附圖中探測光敏面l、管座2、管腳3、管殼4、激光探測器芯片5、象限6。
具體實施方式
目甜常見的多象限探測器有四象限、三象限和二象限，探測光敏面1直徑大部分小于 6mm;本實用新型制作的激光探測器芯片5光敏分區(qū)達到了九個(即九個象限6)，探測光敏 面1直徑最大可達15mm;參見附圖3，各個象限6在探測光敏面1上的具體分布九個象限 6在同一平面內(nèi)組成探測光敏面1，其中一個象限6在探測光敏面1中心，并與探測光敏面l 成同心圓(同心圓的直徑為0.2 2mm);探測光敏面1的其余部分按圓心角等分為八個象限6 (各象限6間的間隔及各象限6與探測光敏面1外沿的間隔為0.1 0.3mm);探測光敏面1的 直徑可達"5mm0參見附圖4，本實用新型的工作原理激光探測器芯片5在反向偏置電壓VR下工作，當接 受到目標的反射光照射時，半導(dǎo)體吸收光子在耗盡區(qū)及離耗盡層的一個擴散長度內(nèi)產(chǎn)生電子 空穴對，產(chǎn)生的電子空穴對被外加電場分開，從而在外部電路中形成九路電流。電流再經(jīng)過 九路低噪聲放大器放大以后，轉(zhuǎn)換為九路電壓信號輸出(用V1至V9表示)，電壓信號通過金 屬管殼的管腳引出到負載；通過九路電壓信號輸出幅值的變化，可計算目標的位置。其中VR為反向偏置電壓，范圍為+12 +80V; VCC為放大器電源電壓，范圍為+4.5 +5.5V; VSS為放大器增益控制電壓，范圍為0 +5V或0 -5V。在組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，把激光探測器芯片5放置于管座的頂平面上，九路放大器電路中 的放大器做成厚膜混合電路，帖于管座2的周圍，通過金絲先把激光探測器芯片5、放大器 和管腳3鍵合，引出九路電信號，最后管殼4與管座2全金屬化熔封，這樣既充分利用了管 殼4的有效體積又提高了組件的可靠性。參見附圖l、 2，本實用新型封裝后的外型圖，該組件由激光探測器芯片5和九路帶增益 控制的低噪聲小信號放大器組成；探測器芯片5的N型結(jié)采用導(dǎo)電膠粘接在陶瓷電路板上， 探測器芯片5的P型結(jié)與放大器采用金絲壓焊連接。組件的外型結(jié)構(gòu)為TO型金屬管殼4，頂 部為玻璃窗口；參見附圖7，表中給出了本實用新型外型尺寸的各個數(shù)值，這些數(shù)值為本實 用新型外型尺寸選用的優(yōu)選值。參見附圖5，本實用新型響應(yīng)脈沖寬度13ns、光功率5uw光脈沖時的波形圖，及其他可 達到的性能指標如下響應(yīng)度23xl04V/W;噪聲電壓峰值20SmV; '前放電路增益衰減范圍^40dB; 象限間竄擾3%; 象限間一致性58%;象限內(nèi)不均勻性《％; 最大輸出電壓22V; 放大器電源電壓+5V; 探測器反向偏置電壓+12 +80V; 放大器增益控制電壓0 +5V或0 -5V;工作溫度-40°C +65°C; 同心度，15mm。
權(quán)利要求1、一種九象限激光探測器組件，它包括內(nèi)外結(jié)構(gòu)體、激光探測器芯片(5)和放大器電路，其特征在于所述的激光探測器芯片(5)有九個象限(6)，分別對應(yīng)九路放大器電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的九象限激光探測器組件，其特征在于九個象限(6)在同一平面內(nèi)組成探測光敏面(1)，其中一個象限(6)在探測光敏面(1)中心，并與探測光敏面(1) 成同心圓；探測光敏面(1)的其余部分按圓心角等分為八個象限(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的九象限激光探測器組件，其特征在于所述的探測光敏面(l) 直徑為6~15mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的九象限激光探測器組件，其特征在于各個象限(6)間的間 隔及各個象限(6)與探測光敏面(1)外沿的間隔為0.1~0.3mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的九象限激光探測器組件，其特征在于與探測光敏面(1)成 同心圓的象限(6)的直徑為0.2 2mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的九象限激光探測器組件，其特征在于內(nèi)外結(jié)構(gòu)體包括管座(2) 、管腳(3)和管殼(4)，激光探測器芯片(5)置于管座(2)的頂平面上，并通過放大 器電路與管腳(3)鍵合引出九路電信號；管腳(3)固定在管座(2)下端，管殼(4)與管 座(2)全金屬化熔封。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的九象限激光探測器組件，其特征在于放大器電路中的放大器 做成厚膜混合電路，帖于管座(2)的周圍。
專利摘要本實用新型提供了一種九象限激光探測器組件，它包括內(nèi)外結(jié)構(gòu)體、激光探測器芯片和放大器電路，其特征在于所述的激光探測器芯片有九個象限，分別對應(yīng)九路放大器電路；本實用新型制作的激光探測器芯片光敏分區(qū)達到了九個，探測光敏面直徑最大可達15mm；在組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，放大器做成厚膜混合電路，貼于管座的周圍，充分利用了管殼有效體積，提高了組件的可靠性；本實用新型的有益技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、激光探測光敏面大、光敏分區(qū)多、探測靈敏度高，動態(tài)范圍大、工作可靠性高、各象限輸出信號一致。
文檔編號G01S7/486GK201215587SQ20082009859
公開日2009年4月1日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者偉 但, 彭湘貴, 徐道潤, 李尚玲, 江永清, 潭千里 申請人:中國電子科技集團公司第四十四研究所