CN209148935U - 多透镜阵列光轴垂直固化装置 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，由上下真空腔体板组成真空密封腔体，在真空腔体表面加工真空吸附孔阵列，通过真空排气管路对真空腔体抽气，使多透镜阵列的光轴垂直于透镜安装面，温控模块对固定透镜的环氧胶加温固化。该结构的优点在于充分利用真空吸附使透镜光轴自动垂直于安装面，从而解决微小型透镜阵列装配过程中无法高精度光轴垂直加温固化的问题。该结构通过真空吸附和温控的方式使多透镜阵列光轴高精度垂直加温固化，提高透镜组固化效率，该固化装置不会造成样品表面污染和表面损伤，特别适合于微小型透镜阵列高精度光轴垂直加温固化工艺。

Description

多透镜阵列光轴垂直固化装置

技术领域

本专利公开了一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，特别是一种用于微小型透镜阵列高精度光轴垂直加温固化工艺的装置。

背景技术

红外探测器组件是红外探测系统的核心元件，在航天和军事等领域有广泛的应用。随着红外探测系统对于减小光学系统体积和杂散光抑制的要求，探测器组件内集成多透镜阵列成为技术发展的必然趋势。组件内集成多透镜阵列可以降低背景辐射和抑制杂散光，并且可以大大减小光学系统的体积，这种光学结构设计在国外CrIs空间光学仪器上得到很好地应用。多透镜阵列组件内装配涉及到光轴的高精度垂直与固定要求，对于大质量透镜可利用自身的重力实现透镜与透镜安装面的高精度垂直固定，对于微小型透镜阵列此方法明显不适用。为了解决这个问题，通常的手段是采用底面平整的压块作用于多透镜阵列上表面，使透镜与安装面紧密接触，并保持垂直。压块的方法也存在局限性，实际透镜加工过程中无法保证所有的透镜高度一致，从而使多透镜与压块存在不完全接触，最后导致无法实现所有的透镜高度垂直于透镜安装面，还有一个问题是压块可能造成表面污染和损伤，从而影响多透镜阵列的光学性能。随着光学系统对多透镜阵列光轴垂直一致性要求的提高，该方法已经无法满足高精度装配要求。本专利针对这个问题，提出了一种多透镜阵列光轴垂直固化装置。

发明内容

本专利的解决的技术问题是：一是多透镜阵列与透镜安装面的高精度垂直固定，微小型透镜阵列采用压块固定的方式由于透镜阵列的不一致导致多透镜阵列无法高精度垂直固定，并存在表面污染和表面损伤的问题；二是固定透镜的环氧胶加温固化，红外探测器低温工作，因此采用低温DW-3胶固定透镜阵列，该胶存在固化时间长的问题，压块固定的方式一般需要先室温固化一天，然后进烘箱加温固化，导致透镜阵列固化工艺时间过长和加温固化过程中透镜阵列固定不稳定的问题。

本专利解决的技术问题所采用的技术方案是：在传统真空吸附夹具的基础上改进结构，将真空吸附小孔的大小和间距设计成适合多透镜组尺寸较小和中间存在孔洞的特点，同时采用蓝膜覆盖多透镜组放置后多余的真空吸附小孔，实现多透镜组的可靠固定，同时真空吸附使多透镜组阵列与透镜安装面高度垂直固定，并且避免压块固定方式的表面污染和损伤问题；真空吸附夹具采用高导热的材料进行加工，从而使控温模块的温度高效均匀的传输到多透镜组，当透镜阵列光轴自动垂直于透镜安装面时，就可以在透镜边缘点上低温DW3胶，然后置于控温模块上加热使透镜组阵列加温固化，从而解决多透镜组阵列光轴垂直固化工艺的精度和长时间固化带来的问题。

本专利的多透镜阵列光轴垂直固化装置包括上真空腔板1、下真空腔板2、温控模块3和真空排气管路4。上真空腔板1和下真空腔板2通过定位孔1-1和定位螺纹孔2-1螺接成真空密封腔体，上真空腔板1表面加工的真空排气孔阵列1-2对多透镜组5进行吸附,多透镜阵列5-1的上下表面压力差使多透镜阵列5-1吸附于透镜组支架5-2，实现多透镜阵列5-1光轴垂直于透镜组支架5-2内透镜安装面，下真空腔板2内部镂空为中空腔体6,并且与真空排气管路4的排气管4-1钎焊，实现整个腔体的真空抽气，其中流量调节阀4-2控制气体抽速，多透镜阵列5-1光轴垂直后进行环氧胶点胶，并置于温控模块3上，对光轴垂直后多透镜阵列5-1进行环氧胶加温固化，其中上真空腔板1和下真空腔板2采用紫铜或铝合金高导热材料，排气管4-1采用紫铜、铝或不锈钢材料。

本专利的有益效果是：该结构的多透镜阵列光轴垂直固化装置可以用于多透镜组阵列装配过程中的固化工艺，并且多透镜阵列固化装置真空吸附多透镜组不会造成透镜表面污染和表面损伤。真空吸附可以使透镜阵列高度垂直于透镜安装面，控温模块使多透镜阵列光轴高度垂直过程中加温固化，实现多透镜阵列快速固化和高精度光轴垂直。该结构的真空吸附夹具可应用于各种不同结构和大小的多透镜组的光轴垂直固化工艺，同时可应用于探测器模块和引线过渡基板等零件在装配过程中的固化工艺。

附图说明

图1是本专利的多透镜阵列光轴垂直固化装置整体结构图。

图2是本专利的真空吸附部分和透镜组剖面结构图。

图中：1.上真空腔板，2.下真空腔板，3.温控模块，4.真空排气管路，5.多透镜组，6.中空腔体，1-1.定位孔，1-2.真空吸附孔阵列，2-1.定位螺纹孔，4-1.排气管，4-2.流量调节阀，5-1.多透镜阵列，5-2.透镜组支架。

具体实施方式：

下面结合附图和实例对本专利进一步说明，从图1和图2中可以看出，本专利为一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，特别适用于微小型透镜阵列高精度光轴垂直加温固化工艺，该结构真空吸附部分由上真空腔板1和下真空腔板2通过定位孔1-1和定位螺纹孔2-1的8个M3螺丝螺接成真空密封腔体，腔体材料采用高导热的铝合金材料，上真空腔板1厚度为2mm,下真空腔板2厚度为3mm，整个固化装置的尺寸为76mm(长)×76mm(宽)×42mm(高)。透镜组样品5样品放置在上真空腔板1的真空吸附孔1-2区域，真空吸附孔1-2为直径Φ4mm，间距7mm的9×9阵列，裸露的真空吸附孔1-2采用蓝膜覆盖，下真空腔体板2内部镂空为中空腔体4，并且与真空排气管路4的排气管4-1钎焊，实现整个腔体的真空抽气，其中流量调节阀4-2控制气体抽速，当透镜上下表面形成压差，多透镜阵列5-1自动垂直吸附于透镜支架5-2内透镜安装面，随后温控模块5对固定多透镜阵列5-1的低温DW-3胶进行加温固化，从而实现多透镜阵列5-1的高精度垂直加温固化。该固化装置结构简单，可以实现多透镜阵列的高精度自动垂直吸附，同时可进行固定透镜的DW-3胶加温固化，减少透镜阵列固化过程中振动带来的风险，不会对透镜组样品造成表面污染和表面损伤。

Claims (3)

1.一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，包括上真空腔板(1)、下真空腔板(2)、温控模块(3)和真空排气管路(4)，其特征在于：

所述的上真空腔板(1)和下真空腔板(2)通过定位孔(1-1)和定位螺纹孔(2-1)螺接成真空密封腔体，上真空腔板(1)表面加工的真空排气孔阵列(1-2)对多透镜组(5)进行吸附,多透镜阵列(5-1)的上下表面压力差使多透镜阵列(5-1)吸附于透镜组支架(5-2)，实现多透镜阵列(5-1)光轴垂直于透镜组支架(5-2)内透镜安装面，下真空腔板(2)内部镂空为中空腔体(6),并且与真空排气管路(4)的排气管(4-1)钎焊，实现整个腔体的真空抽气，其中流量调节阀(4-2)控制气体抽速，多透镜阵列(5-1)光轴垂直后进行环氧胶点胶，并置于温控模块(3)上，对光轴垂直后多透镜阵列(5-1)进行环氧胶加温固化。

2.根据权利要求1所述的一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，其特征在于：所述的排气管(4-1)采用紫铜、铝或不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的一种多透镜阵列光轴垂直固化装置，其特征在于：所述的上真空腔板(1)和下真空腔板(2)采用紫铜或铝合金高导热材料。