作為空間紅外相機上的關鍵部件,微型集成濾光片得到越來越廣泛的應用。由于制作工藝復雜,加上探測器內部工作條件極為苛刻,濾光片在使用中經常出現(xiàn)諸多問題。為了在地面階段全面暴露濾光片質量缺陷并針對性解決這些問題,減少相機在軌工作風險,文章提出一套適用于空間紅外相機的多譜段集成濾光片產品質量考核方法,涵蓋產品外觀檢查、結構尺寸測試、面形檢測、光譜性能測試、膜層質量檢查,環(huán)境試驗考核、力學試驗考核等方面,旨在濾光片研制過程中能夠全面、準確地考核集成濾光片產品質量,減少產品使用中的潛在風險。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

多譜段濾光片

如前所述可知,多譜段集成濾光片制備工藝非常復雜,產品的各環(huán)節(jié)均易出現(xiàn)問題,圖2所示為兩種多譜段濾光片在制備及使用過程中產生的典型質量隱患之一即表面瑕疵。圖2(a)兩個小圈處為基片兩處較大邊緣崩邊,該崩邊位于光學視場內,會遮擋有效像元;左側拼縫間白色物質為窄條粘接過程中溢出到光學膜層上的粘接膠,膠和膜層材料間線脹系數(shù)的差異可能會導致溫度沖擊時產生熱應力從而引起光學膜層開裂脫落;圖2(b)所示為圖2(b)中掩膜型濾光片另一面,可以看出經過一系列特定環(huán)境試驗后,濾光片四個觀察窗附近區(qū)域黑色金屬膜層掉落,呈現(xiàn)“X”形狀,該面封裝后正對探測器芯片,脫落的金屬碎屑掉落探測器芯片上形成多余物會影響探測器電子學性能。表面瑕疵問題是多譜段集成濾光片在制備及使用過程中最容易暴露的問題,尤其是工作在紅外譜段的濾光片薄膜層數(shù)較多,膜層較厚,表面質量瑕疵往往更明顯。此外,微型多譜段集成濾光片在使用過程中也多次出現(xiàn)其他問題,如光譜性能衰減、粘接膠開裂、振動過程斷裂等,這些均給項目帶來很大損失,因此需制定一套有效的方法,在產品裝機之前全面考核濾光片產品質量,確保質量萬無一失才能使用,避免給型號使用帶來隱患。

采用該套方法考核某四個譜段拼接型長波濾光片產品質量，按前述要求分別從產品外觀、結構尺寸、面形、光譜性能、膜層質量、拼接尺寸、環(huán)境試驗考核、力學試驗考核等方面逐項檢查，經驗證，產品質量滿足要求，產品合格，產品后續(xù)地面測試及在軌工作性能穩(wěn)定，證明本套考核方法有效全面。對微型濾光片而言，常規(guī)的性能參數(shù)如外觀、尺寸、面形等后期較為穩(wěn)定，而膜層質量及光譜性能則容易受到空間環(huán)境的影響，因此在環(huán)境試驗前后需重點對濾光片光譜性能及膜層質量進行測試及檢查，設置合理的試驗參數(shù)，經相關環(huán)境試驗后四個通道測試光譜曲線如圖3所示，可以看出各通道曲線在試驗前后基本重合，表3給出了試驗前后對應濾光片光譜性能測試數(shù)據(jù)及膜層質量檢查表，從表中可以看出空間環(huán)境因素對濾光片膜層光譜性能影響較小，濾光片能夠經受較為嚴苛的空間環(huán)境條件，這是產品空間應用的重要前提。采用本套方法全面考核了某型號項目中四譜段拼接型集成濾光片質量，預研階段時由于考核項目不全面濾光片在使用中出現(xiàn)脫膜現(xiàn)象，型號階段時一方面改進濾光片鍍膜方案，一方面優(yōu)化考核項目，最終確保了產品質量。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]拼接式集成濾光片的研制[J]. 李得天,王多書,王濟洲,董茂進,李凱朋.  真空與低溫. 2018(06)
[2]鍺薄膜在低溫下的折射率研究（英文）[J]. 徐嶺茂,周暉,張凱鋒,鄭軍,李坤,王濟洲,王多書.  紅外與毫米波學報. 2018(01)
[3]中波紅外雙通道帶通濾光片的研制[J]. 王松林,米高園,張建付,楊崇民,劉青龍,王穎輝,韓俊.  激光與紅外. 2017(06)
[4]光學濾光片薄膜邊緣應力研究[J]. 董茂進,張玲,王多書,熊玉卿,王濟洲.  宇航材料工藝. 2015(01)
[5]中國航天光學遙感技術成就與展望[J]. 岳濤.  航天返回與遙感. 2008(03)

碩士論文
[1]帶通濾光片的鍍制及抗輻照性能研究[D]. 趙會聰.哈爾濱工業(yè)大學 2014



本文編號：3327610