[發明專利]一種多透鏡陣列光軸垂直固化裝置

有效

• 申請號: 201811387924.6
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109375331B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 汪洋;莫德鋒;張玨穎;吳家榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G02B7/02;B05C13/02;B05D3/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本發明公開了一種多透鏡陣列光軸垂直固化裝置，由上下真空腔體板組成真空密封腔體，在真空腔體表面加工真空吸附孔陣列，通過真空排氣管路對真空腔體抽氣，使多透鏡陣列的光軸垂直于透鏡安裝面，溫控模塊對固定透鏡的環氧膠加溫固化。該結構的優點在于充分利用真空吸附使透鏡光軸自動垂直于安裝面，從而解決微小型透鏡陣列裝配過程中無法高精度光軸垂直加溫固化的問題。該結構通過真空吸附和溫控的方式使多透鏡陣列光軸高精度垂直加溫固化，提高透鏡組固化效率，該固化裝置不會造成樣品表面污染和表面損傷，特別適合于微小型透鏡陣列高精度光軸垂直加溫固化工藝。

技術領域

本發明公開了一種多透鏡陣列光軸垂直固化裝置，特別是一種用于微小型透鏡陣列高精度光軸垂直加溫固化工藝的裝置。

背景技術

紅外探測器組件是紅外探測系統的核心元件，在航天和軍事等領域有廣泛的應用。隨著紅外探測系統對于減小光學系統體積和雜散光抑制的要求，探測器組件內集成多透鏡陣列成為技術發展的必然趨勢。組件內集成多透鏡陣列可以降低背景輻射和抑制雜散光，并且可以大大減小光學系統的體積，這種光學結構設計在國外CrIs空間光學儀器上得到很好地應用。多透鏡陣列組件內裝配涉及到光軸的高精度垂直與固定要求，對于大質量透鏡可利用自身的重力實現透鏡與透鏡安裝面的高精度垂直固定，對于微小型透鏡陣列此方法明顯不適用。為了解決這個問題，通常的手段是采用底面平整的壓塊作用于多透鏡陣列上表面，使透鏡與安裝面緊密接觸，并保持垂直。壓塊的方法也存在局限性，實際透鏡加工過程中無法保證所有的透鏡高度一致，從而使多透鏡與壓塊存在不完全接觸，最后導致無法實現所有的透鏡高度垂直于透鏡安裝面，還有一個問題是壓塊可能造成表面污染和損傷，從而影響多透鏡陣列的光學性能。隨著光學系統對多透鏡陣列光軸垂直一致性要求的提高，該方法已經無法滿足高精度裝配要求。本發明針對這個問題，提出了一種多透鏡陣列光軸垂直固化裝置。

發明內容

本發明的解決的技術問題是：一是多透鏡陣列與透鏡安裝面的高精度垂直固定，微小型透鏡陣列采用壓塊固定的方式由于透鏡陣列的不一致導致多透鏡陣列無法高精度垂直固定，并存在表面污染和表面損傷的問題；二是固定透鏡的環氧膠加溫固化，紅外探測器低溫工作，因此采用低溫DW-3膠固定透鏡陣列，該膠存在固化時間長的問題，壓塊固定的方式一般需要先室溫固化一天，然后進烘箱加溫固化，導致透鏡陣列固化工藝時間過長和加溫固化過程中透鏡陣列固定不穩定的問題。

本發明解決的技術問題所采用的技術方案是：在傳統真空吸附夾具的基礎上改進結構，將真空吸附小孔的大小和間距設計成適合多透鏡組尺寸較小和中間存在孔洞的特點，同時采用藍膜覆蓋多透鏡組放置后多余的真空吸附小孔，實現多透鏡組的可靠固定，同時真空吸附使多透鏡組陣列與透鏡安裝面高度垂直固定，并且避免壓塊固定方式的表面污染和損傷問題；真空吸附夾具采用高導熱的材料進行加工，從而使控溫模塊的溫度高效均勻的傳輸到多透鏡組，當透鏡陣列光軸自動垂直于透鏡安裝面時，就可以在透鏡邊緣點上低溫DW3膠，然后置于控溫模塊上加熱使透鏡組陣列加溫固化，從而解決多透鏡組陣列光軸垂直固化工藝的精度和長時間固化帶來的問題。

本發明的多透鏡陣列光軸垂直固化裝置包括上真空腔板1、下真空腔板2、溫控模塊3和真空排氣管路4。上真空腔板1和下真空腔板2通過定位孔1-1和定位螺紋孔2-1螺接成真空密封腔體，上真空腔板1表面加工的真空排氣孔陣列1-2對多透鏡組5進行吸附,多透鏡陣列5-1的上下表面壓力差使多透鏡陣列5-1吸附于透鏡組支架5-2，實現多透鏡陣列5-1光軸垂直于透鏡組支架5-2內透鏡安裝面，下真空腔板2內部鏤空為中空腔體6,并且與真空排氣管路4的排氣管4-1釬焊，實現整個腔體的真空抽氣，其中流量調節閥4-2控制氣體抽速，多透鏡陣列5-1光軸垂直后進行環氧膠點膠，并置于溫控模塊3上，對光軸垂直后多透鏡陣列5-1進行環氧膠加溫固化，其中上真空腔板1和下真空腔板2采用紫銅或鋁合金高導熱材料，排氣管4-1采用紫銅、鋁或不銹鋼材料。