具有抑制外部件杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器，冷屏一端设有肩部，冷屏一端设有环状的肩部，肩部上设有通光孔，设定通光孔的下端点为C点，肩部的下端点为M点，焦平面的上端点为B点，连接BC并进行延长至与位于探测器外壁壳体一端的窗片相交且相交点为G点，过G点作垂线GO垂直于CM，再过G点作直线GM’并令GM’与GB关于垂线GO对称，且M’点位于CM上，其中CM≥CM’。本发明专利技术通过加宽冷屏的肩部，并保证CM≥CM’，经过探测器外壁壳体上任一点热辐射发出的一次反射杂散光由于肩部的阻挡，不可能直接到达焦平面，因此这样的冷屏肩部加宽处理进一步彻底抑制了杂散光的干扰。

Cold screen and cooled infrared detector with the function of suppressing stray light of external parts

【技术实现步骤摘要】
具有抑制外部件杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器
本专利技术涉及红外热成像制冷技术的
，特别是涉及一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器。
技术介绍
制冷型红外探测器探测背景和目标是通过分析背景、目标辐射的辐射率以及温度差值来实现的。在制冷探测器系统中，探测器组件处于较低的制冷温度下工作，工作温度约77K。红外探测器组件是一种红外辐射能转换器，主要用于将接收到的红外辐射转换为便于测量或识别的电能、热能等其他形式。而杂散光是指红外探测成像系统中除了目标的成像光线以外，辐射到探测器或成像表面上的其他非目标成像光线，以及经非正常传输路径到达探测器的目标光线。然而在现有技术中，探测器系统的外部结构件表面温度远远高于制冷温度，其产生的部分红外辐射通过冷屏挡光环侧壁一次反射直接到达焦平面，其他非目标(比如红外探测器的外壁壳体)辐射到探测器成像表面上所产生的成像光线，这之类的外部杂散光，在系统焦平面上形成背景辐射噪声的同时，对性噪比产生极大的负面影响，轻者，会使探测目标的信噪比、像面的对比度和调制传递函数降低，使整个像面的层次减少、清晰度变差、能量分布混乱甚至形成杂散光斑点；重者，被探测的目标信号完全湮没在杂散光背景中，系统无法识别目标，或因像面杂散光分布不均匀，在系统探测器上形成虚假信号，致使系统探测到伪目标，甚至导致整个探测系统失效。在现有技术中红外探测器的外壁壳体所产生杂散光的问题无法得到有效解决，因此就非常有必要提出一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器。专利技术内容本专利技术的目的之一在于提供了一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，解决了现有技术中红外探测器的外壁壳体所产生杂散光对红外辐射参数造成极大不良影响的技术问题。实现本专利技术的目的之一的方案如下：本专利技术提供了一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，所述冷屏一端设有肩部，所述冷屏一端设有环状的肩部，所述肩部上设有通光孔，设定所述通光孔的下端点为C点，所述肩部的下端点为M点，焦平面的上端点为B点，连接BC并进行延长至与位于探测器外壁壳体一端的窗片相交且相交点为G点，过G点作垂线GO垂直于CM，再过G点作直线GM’并令GM’与GB关于垂线GO对称，且M’点位于CM上，其中CM≥CM’。进一步，所述通光孔位于所述肩部的中心处。进一步，所述冷屏的内壁设有至少1个挡光环，各所述挡光环上设有环状的倒角斜面，所述倒角斜面的下端与挡光环端面之间的夹角为α，所述倒角斜面下端的尖端顶点与探测器本体的焦平面的上端点的连线和焦平面之间的夹角为β，所述挡光环的端面与焦平面相平行，以挡光环端面或焦平面方向顺时针旋转0度～180度为正，以挡光环端面或焦平面方向逆时针旋转0度～180度为负，其中α≤β。进一步，所述挡光环的个数为3个，所述倒角斜面为第一斜面，各所述第一斜面面向通光孔。进一步，所述挡光环的个数为3个，其中2个所述倒角斜面为面向通光孔的第一斜面，另1个所述倒角斜面为背向通光孔的第二斜面。进一步，所述挡光环的个数为3个，所述倒角斜面为第二斜面，各所述第二斜面背向通光孔。进一步，所述挡光环的个数为多个。进一步，所述冷屏的内壁上涂有黑化膜。进一步，所述挡光环的材料为镍钴合金。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，具有以下优点：1、通过在冷屏的通光孔处设计肩部，用来屏蔽红外探测器的外壁壳体所产生的杂散光；2、通过加宽冷屏的肩部，并保证CM≥CM’，经过探测器外壁壳体上任一点热辐射发出的一次反射杂散光由于肩部的阻挡，不可能直接到达焦平面，因此这样的冷屏肩部加宽处理进一步彻底抑制了杂散光的干扰，完全屏蔽掉探测器外壁壳体通过窗片一次反射到达焦平面的杂散光，可大幅减少窗片一次反射杂散光对性噪比造成的负面影响。本专利技术的目的之二在于提供了一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏。实现本专利技术的目的之二的方案如下：本专利技术提供了一种制冷型红外探测器，包括探测器本体、探测器外壁壳体及具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，所述探测器外壁壳体设置于所述冷屏的外围，所述探测器本体与所述冷屏同轴设置，所述探测器本体位于所述冷屏右侧的出光口，所述探测器本体上设有焦平面，所述焦平面与出光口相对，所述探测器外壁壳体的一端上设有窗片。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏(外部设有探测器外壁壳体)的结构示意图；图2为图1提供的一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏中两条极限位置杂散光的光路图；图3为本专利技术实施例2提供的一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏中一条极限位置杂散光的光路图。图4为本专利技术实施例3提供的一种具有抑制杂散光功能的冷屏的结构示意图；图5为图4提供的一种具有抑制杂散光功能的冷屏中挡光环内壁N1、N2、N3三点处杂散光的极限光路的局部放大图；图6为图4提供的一种具有抑制杂散光功能的冷屏中沿着挡光环内壁斜面的反射光路的示意图；图7为图4提供的一种具有抑制杂散光功能的冷屏中沿着挡光环内壁斜面的反射光路及N1、N2、N3三点分别与焦平面上边缘连线的示意图；图8为图4提供的一种具有抑制杂散光功能的冷屏中N3处斜面朝向焦平面时的示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、冷屏；11、挡光环；111、第一斜面；112、第二斜面；12、通光孔；13、肩部；2、探测器本体；21、焦平面；3、第一光路；4、第二光路；5、第三光路；6、探测器外壁壳体；61、窗片；7、第四光路；8、第五光路。具体实施方式以下结合附图1-8对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
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【技术保护点】
1.一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，其特征在于，所述冷屏(1)一端设有肩部(13)，所述冷屏(1)一端设有环状的肩部(13)，所述肩部(13)上设有通光孔(12)，设定所述通光孔(12)的下端点为C点，所述肩部(13)的下端点为M点，焦平面(21)的上端点为B点，连接BC并进行延长至与位于探测器外壁壳体(6)一端的窗片(61)相交且相交点为G点，过G点作垂线GO垂直于CM，再过G点作直线GM’并令GM’与GB关于垂线GO对称，且M’点位于CM上，其中CM≥CM’。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，其特征在于，所述冷屏(1)一端设有肩部(13)，所述冷屏(1)一端设有环状的肩部(13)，所述肩部(13)上设有通光孔(12)，设定所述通光孔(12)的下端点为C点，所述肩部(13)的下端点为M点，焦平面(21)的上端点为B点，连接BC并进行延长至与位于探测器外壁壳体(6)一端的窗片(61)相交且相交点为G点，过G点作垂线GO垂直于CM，再过G点作直线GM’并令GM’与GB关于垂线GO对称，且M’点位于CM上，其中CM≥CM’。


2.根据权利要求1所述一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，其特征在于，所述通光孔(12)位于所述肩部(13)的中心处。


3.根据权利要求1所述一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，其特征在于，所述冷屏(1)的内壁设有至少1个挡光环(11)，各所述挡光环(11)上设有环状的倒角斜面，所述倒角斜面的下端与挡光环(11)端面之间的夹角为α，所述倒角斜面下端的尖端顶点与探测器本体(2)的焦平面(21)的上端点的连线和焦平面(21)之间的夹角为β，所述挡光环(11)的端面与焦平面(21)相平行，以挡光环(11)端面或焦平面(21)方向顺时针旋转0度～180度为正，以挡光环(11)端面或焦平面(21)方向逆时针旋转0度～180度为负，其中α≤β。


4.根据权利要求3所述一种具有抑制外部件杂散光功能的冷屏，其特征在于，所述挡光环(11)的个数为3个，所述倒角斜面为第一斜面(111)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨文，沈星，王立保，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42