[發(fā)明專利]一種紅外光源及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310002634.6
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN103107483A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮國進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01S5/20
• 分類號(hào): H01S5/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外輻射領(lǐng)域，具體涉及一種紅外光源及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著光電子技術(shù)的快速發(fā)展，紅外技術(shù)在國防，醫(yī)療，軍工，航天等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，對紅外光輻射源亦有很高的要求。

目前廣泛應(yīng)用在各類儀器中的紅外光輻射源主要有硅碳棒，鎳鉻絲等，用于產(chǎn)生特定波段范圍的紅外輻射。但這些紅外光輻射源一般輻射效率不高并且定向輻射能力差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種輻射效率高、定向性好、覆蓋中遠(yuǎn)紅外的紅外光源。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述紅外光源的制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的紅外光源，包括紅外光輻射源和導(dǎo)電單元，導(dǎo)電單元與紅外光輻射源電連接，所述導(dǎo)電單元接入電源以加熱紅外光輻射源；所述紅外光輻射源為飛秒激光微構(gòu)造硅。

進(jìn)一步，所述飛秒激光微構(gòu)造硅具有微小山峰的微結(jié)構(gòu)的表面上設(shè)置有鍍膜層。

進(jìn)一步，所述鍍膜層包含鉻、金。

進(jìn)一步，所述鍍膜層表面含氧。

進(jìn)一步，控制所述導(dǎo)電單元通過的電流強(qiáng)弱可以控制所述紅外光源輸出紅外輻射的強(qiáng)弱。

本發(fā)明的紅外光源制造方法，具體為：在飛秒激光微構(gòu)造硅上設(shè)置所述導(dǎo)電單元。

進(jìn)一步，飛秒激光微構(gòu)造硅具有微小山峰的微結(jié)構(gòu)的表面上鍍制有鍍膜層。

進(jìn)一步，所述鍍制鍍膜層的方法包括如下步驟：在所述飛秒激光微構(gòu)造硅具有微小山峰的微結(jié)構(gòu)的表面上先鍍鉻，然后在鍍制的鉻層上再鍍金。

進(jìn)一步，在鍍膜層鍍制完成后再對鍍膜層進(jìn)行高溫退火。

本發(fā)明的紅外光源采用飛秒激光微構(gòu)造硅作為紅外輻射源，紅外光譜輻射率高，定向性好。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的紅外光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例2的紅外光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例1、實(shí)施例2和紅外輻射源為平面硅片的紅外光源的輻射率對照圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的紅外光源，包括紅外光輻射源和導(dǎo)電單元，本實(shí)施例中的紅外光輻射源為飛秒激光微構(gòu)造硅1，導(dǎo)電單元為電極2，其中兩條電極2分別與飛秒激光微構(gòu)造硅1的底面和頂面電連接，電極2接入電源以加熱飛秒激光微構(gòu)造硅1向外輸出紅外輻射，通過控制電極2上通過電流的強(qiáng)弱可以直接控制紅外光源輸出紅外輻射的強(qiáng)弱。

飛秒激光微構(gòu)造硅1為已有元件，在此就不對其制造方法做過多描述，其主要是將高功率飛秒激光匯聚到硅片表面，通過激光在硅表面進(jìn)行掃描從而在硅片表面上形成無數(shù)個(gè)微小山峰的微結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例的紅外光源與實(shí)施例1中大體相同，其與實(shí)施例1的主要區(qū)別是在飛秒激光微構(gòu)造硅1具有微小山峰的微結(jié)構(gòu)的表面上設(shè)置了鍍膜層3，鍍膜層3含金、鉻，表面含氧。

鍍膜層3的鍍制方法包括如下步驟：在飛秒激光微構(gòu)造硅具有微小山峰的微結(jié)構(gòu)的表面上先鍍鉻以增加粘結(jié)強(qiáng)度，然后再鍍金最后再進(jìn)行高溫退火，在高溫退火階段，鍍膜層發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)，形成金硅共晶相，并且高溫退火過程中還會(huì)有空氣中的氧摻雜進(jìn)來，使鍍膜層3表面含氧，以進(jìn)一步提升紅外光源輻射率。本實(shí)施例中鍍鉻厚度為10nm，鍍金厚度為100nm，高溫退火溫度為400℃。鍍鉻、金厚度以及高溫退火溫度也可以根據(jù)實(shí)際情況變化。

本發(fā)明的紅外光源擁有極高的法向紅外輻射強(qiáng)度，在2-25微米波段，平均輻射強(qiáng)度能達(dá)到同溫理想黑體輻射能力的98%，在25-100um波段亦有很強(qiáng)的紅外輻射。

如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例1、2的紅外光源與紅外輻射源為平面硅晶片的紅外光源的輻射率對照圖，從圖中可以明顯看出實(shí)施例1、2的紅外光源的輻射率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外輻射源為平面硅晶片的紅外光源的輻射率。實(shí)施例2的紅外光源由于在秒激光微構(gòu)造硅表面進(jìn)行了鍍膜處理，進(jìn)一步提升了紅外光源的輻射率。