[发明专利]一种空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统

说明书

本发明涉及一种空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统，属于红外辐射定标技术领域，解决了现有红外辐射面的温度均匀性差的问题。本发明的空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统，包括热匀化导热层、加热层和分离式电极组，热匀化导热层位于加热层和MEMS红外辐射面之间；分离式电极组为加热层供电，使加热层发热；加热层对MEMS红外辐射面进行加热；热匀化导热层对MEMS红外辐射面起到热匀化作用，提升MEMS红外辐射面温度的均匀性。本发明能够大幅度提升空间环境下MEMS红外辐射面的均匀性，温度分布均匀性优于3K，确保其满足红外载荷辐射定标的使用要求。

技术领域

本发明涉及红外辐射定标技术领域，尤其涉及一种空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统。

背景技术

定标黑体光源是红外载荷的重要组成部分，其性能的好坏会影响到红外成像的质量。其中，定标黑体光源辐射面均匀性是关键技术指标，是定标黑体能否满足试验需求的关键。

传统的定标黑体主要由四个部分组成：辐射黑体、电热源、温度传感器与温度控制器，辐射黑体一般是采用机械加工的方法制备，为辐射板或辐射涂层；电热源位于辐射黑体的周围或背面，并对辐射黑体进行加热，使辐射黑体能够辐射出一定强度的红外辐射；温度传感器安装在辐射黑体的内部，以获取黑体辐射面的温度；温度控制器控制辐射黑体的温度，以确保红外辐射的稳定性。

由于传统定标黑体的体积、重量较大，加热时功耗经常能达到上百瓦甚至上千瓦。此外，由于定标黑体的热质量大，散热速度缓慢，导致定标黑体达到温度稳定的实际时间需要30～40min，无法满足定标需求。

另一方面，由于载荷不断向小型化、轻量化方向发展，对极小空间内的高精度在轨辐射定标需求也越来越迫切，这就需要利用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)红外标准黑体辐射源，MEMS红外标准黑体辐射源要满足如下要求：①体积小、重量轻；②能够适应多种环境，例如机载环境、星载高真空环境等；③具有极高的可靠性和良好的天地一致性。

虽然在红外传感领域出现了各种追求低功耗、快速响应的红外光源芯片，其辐射面尺寸较小，一般为几毫米量级，但由于尺寸太小，能量不够，无法满足定标温度范围，并且由于用途不同，这些芯片结构往往设计成悬空薄膜结构等节能结构，导致辐射面的温度呈明显的梯度分布，均匀性差，无法用作定标黑体芯片。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统，用以解决现有红外辐射面的温度均匀性差的问题。

本发明提供了一种空间环境下的MEMS红外辐射面均匀性提升系统，包括热匀化导热层、加热层和分离式电极组，热匀化导热层位于加热层和MEMS红外辐射面之间；

分离式电极组为加热层供电，使加热层发热；

加热层对MEMS红外辐射面进行加热；

热匀化导热层对MEMS红外辐射面起到热匀化作用，提升MEMS红外辐射面温度的均匀性。

进一步，所述热匀化导热层为薄膜层，位于所述MEMS红外辐射面的下方，并与MEMS红外辐射面接触。

进一步，所述热匀化导热层的水平方向的导热性能优于垂直方向的导热性能。

进一步，所述热匀化导热层与MEMS红外辐射面之间设置有绝缘层。

进一步，所述分离式电极组位于所述MEMS红外辐射面的周侧，为所述加热层供电；

分离式电极组由多个分离的微电极构成，微电极之间彼此并联。

进一步，所述微电极的数量为15～30个。