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长线列红外探测器成像电子学系统设计
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作者 闫秀荣 齐翠翠 蔡帅 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第4期19-28,共10页
长线列红外探测器电子学系统面临探测器模块多、噪声低、体积小、质量小和长寿命高可靠等诸多问题的挑战。系统总体设计中摒弃了以往备份冗余的设计方案,提出采用将成像电子学系统分成2个半视场进行电子学系统设计的方法,体积和质量减小... 长线列红外探测器电子学系统面临探测器模块多、噪声低、体积小、质量小和长寿命高可靠等诸多问题的挑战。系统总体设计中摒弃了以往备份冗余的设计方案,提出采用将成像电子学系统分成2个半视场进行电子学系统设计的方法,体积和质量减小了50%,2套电路独立运行,保证可靠性。对多模块探测器信号分组合并引出,各组信号互相独立且物理隔离,防止单模块引起的系统全部失效,同时降低通道间的电路传导耦合。基于焦面电路和信号处理电路分置式电路架构进行了高集成度、低噪声成像电路设计。利用红外成像系统推扫成像模式积分时间充裕的特点,采用了多次积分成像方法降低系统噪声。测试结果表明,成像电路不带探测器负载时,噪声1.69个最低有效位(LeastSignificantBit,LSB)(折合电压0.17mV);带探测器负载时,多次积分成像后电路噪声为3.22个LSB(折合电压0.33mV)。成像系统成像品质优异,静态调制传递函数和噪声等效温差达到要求。设计的成像电子学系统已成功完成应用验证,可为复杂大规模遥感器电子学系统设计提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 长线列红外探测器 成像电路 高可靠 低噪声 红外遥感器
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中波2048元长线列碲镉汞焦平面杜瓦组件 被引量:5
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作者 王小坤 曾智江 +4 位作者 朱三根 李言谨 胡晓宁 何力 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期611-614,共4页
2048元碲镉汞焦平面由8个中波256×1元芯片和8个光伏信号硅读出电路模块交错排列组成,与8个微型滤光片以桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了中波2048元长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了2048元焦平面杜瓦组... 2048元碲镉汞焦平面由8个中波256×1元芯片和8个光伏信号硅读出电路模块交错排列组成,与8个微型滤光片以桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了中波2048元长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了2048元焦平面杜瓦组件的关键技术,即高均匀性和一致性的焦平面模块技术、高精度的拼接技术、高可靠性的模块及其封装技术。对降低背景辐射和光串、降低组件的寄生热负载、提高组件的可靠性等方面采取了一系列措施,使研制的组件获得了良好的性能,并进行了一系列空间适应性实验,实验前后的组件性能未发生明显变化,满足工程化应用要求。 展开更多
关键词 红外焦平面探测器 杜瓦组件 长线列
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长线列红外探测器组件冷台面结构设计 被引量:4
3
作者 东海杰 张磊 +5 位作者 白绍竣 王成刚 王春生 喻松林 孟令伟 张懿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1020-1022,共3页
介绍了用于"高分五号"卫星全谱段光谱成像仪的红探测器组件冷台面结构设计,为满足卫星八年工作寿命要求,通过冷台面结构材料匹配和卸载槽设计,利用有限元仿真对结构进行分析,获得了低应力的冷台面结构,并根据探测组件在轨工... 介绍了用于"高分五号"卫星全谱段光谱成像仪的红探测器组件冷台面结构设计,为满足卫星八年工作寿命要求,通过冷台面结构材料匹配和卸载槽设计,利用有限元仿真对结构进行分析,获得了低应力的冷台面结构,并根据探测组件在轨工作剖面,完成了开关机300次试验验证,探测器开关机寿命满足卫星要求。 展开更多
关键词 冷台面 长线列 红外探测器
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ASIC技术在长线列TDI红外探测器中的应用 被引量:3
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作者 韩冰 陈忻 +3 位作者 饶鹏 林长青 孙胜利 李璐芳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1733-1738,共6页
针对长线列红外时间延迟积分(TDI,Time Delay Intergration)探测系统面临通道多、噪声大、体积大、质量重、功耗大等问题,提出了利用专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)方法解决长线列红外TDI探测读出电路中... 针对长线列红外时间延迟积分(TDI,Time Delay Intergration)探测系统面临通道多、噪声大、体积大、质量重、功耗大等问题,提出了利用专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)方法解决长线列红外TDI探测读出电路中面临的问题。通过实现由一款全定制ASIC芯片(8路红外信号调理芯片)和红外TDI探测器构建的红外探测扫描成像系统验证ASIC芯片可以解决长线列红外TDI探测系统中所面临的上述问题,整个系统噪声为1.42 m V,功耗为0.72 W。实现了读出电路的高集成化,减少设计复杂度和工作量,为微型化、小型化航天遥感卫星研发提供技术支持和实践基础。 展开更多
关键词 AISC 长线列TDI探测器 扫描成像系统
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长波长线列碲镉汞焦平面器件拼接工艺研究 被引量:3
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作者 谢珩 东海杰 张懿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期58-61,共4页
长波5000元长线列碲镉汞焦平面器件由5个长波1000元混成芯片在拼接基板上交错排列组成。本文采用拼接互连设备的正贴方法进行单模块与拼接基板的拼接,试验结果表明:该拼接方法的拼接位置精度在X和Y轴方向均小于8μm,在Z轴方向小于15μm... 长波5000元长线列碲镉汞焦平面器件由5个长波1000元混成芯片在拼接基板上交错排列组成。本文采用拼接互连设备的正贴方法进行单模块与拼接基板的拼接,试验结果表明:该拼接方法的拼接位置精度在X和Y轴方向均小于8μm,在Z轴方向小于15μm,满足需求。 展开更多
关键词 长线列 碲镉汞 红外焦平面 拼接工艺
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多谱段集成长线列红外探测器研究进展 被引量:3
6
作者 孟令伟 东海杰 张懿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期697-702,共6页
简述了多谱段集成长线列红外探测器应用情况,描述了国外多谱段集成长线列红外探测器技术性能及发展情况,介绍了国内GF-5号卫星用多谱段TDI集成长线列红外探测器研制情况,总结出多谱段集成长线列红外探测器研究技术难点。
关键词 多谱段 长线列 红外探测器 多通道滤光片
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超长线列红外探测器杜瓦组件辐射热评估方法研究 被引量:3
7
作者 夏晨希 李俊 +1 位作者 孙闻 王小坤 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期794-797,共4页
超长线列红外探测器杜瓦组件大多采用桥式结构力学支撑,利用多点柔性冷链实现冷平台温度均匀。杜瓦组件结构复杂,利用传统辐射热公式计算相对困难。本文针对两种结构的8000元超长线列杜瓦组件,先用ANSYS有限元模拟出两种杜瓦的温度场并... 超长线列红外探测器杜瓦组件大多采用桥式结构力学支撑,利用多点柔性冷链实现冷平台温度均匀。杜瓦组件结构复杂,利用传统辐射热公式计算相对困难。本文针对两种结构的8000元超长线列杜瓦组件,先用ANSYS有限元模拟出两种杜瓦的温度场并提取出辐射热;然后设计实验测试杜瓦内12个典型位置温度,验证了温度场准确性。同时基于材料的热导率和温度梯度计算热流,从而间接计算出辐射热。研究结果表明,有限元仿真辐射热与实验计算辐射热误差在2%左右。 展开更多
关键词 长线列 辐射热 有限元 杜瓦
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多谱段集成长线列拼接TDI红外探测器技术 被引量:1
8
作者 徐丽娜 东海杰 +1 位作者 赵艳华 金占雷 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期112-116,161,共6页
红外探测器是空间红外遥感器的核心部件。随着空间红外遥感器的发展,对红外探测器也提出了更高要求,包括多谱段集成多模块拼接长线列TDI红外探测器。本文主要介绍了红外探测器的选型、多谱段集成长线列拼接TDI红外探测器技术、多谱段集... 红外探测器是空间红外遥感器的核心部件。随着空间红外遥感器的发展,对红外探测器也提出了更高要求,包括多谱段集成多模块拼接长线列TDI红外探测器。本文主要介绍了红外探测器的选型、多谱段集成长线列拼接TDI红外探测器技术、多谱段集成长线列拼接TDI红外探测器长寿命验证等方面内容,通过测试和验证结果表明:多谱段集成长线列拼接TDI红外探测器产品性能、寿命均满足在轨使用要求。 展开更多
关键词 红外探测器 多谱段集成 长线列 TDI 寿命
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长线列红外探测器真空密封结构设计
9
作者 刘伟 王冠 +2 位作者 闫杰 张磊 李雪梨 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期970-974,共5页
针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,文章设计分析相对应的探测器真空密封结构。在用于封装3000元及5000元碲镉汞焦平面红外组件研制中,详细阐明了其真空密封结构的设计和工艺实现。符合航天空间应用的高可靠性真空结构,是长... 针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,文章设计分析相对应的探测器真空密封结构。在用于封装3000元及5000元碲镉汞焦平面红外组件研制中,详细阐明了其真空密封结构的设计和工艺实现。符合航天空间应用的高可靠性真空结构,是长线列探测器组件正常工作并完成地面相关试验验证的关键。 展开更多
关键词 长线列红外探测器 真空 密封
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1024元长线列红外探测器的数据采集技术 被引量:2
10
作者 王高峰 赵毅强 杨栋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1990-1994,共5页
介绍了一种FPGA实现1 024元长线列红外探测器的数据实时采集处理技术。提出了一种FPGA实现探测器奇偶行对齐的实现方法;改进了二维线性外推盲元检测补偿算法,在对角线方向上进行盲元检测与补偿,解决了多盲元连通时检测效率低的问题;采... 介绍了一种FPGA实现1 024元长线列红外探测器的数据实时采集处理技术。提出了一种FPGA实现探测器奇偶行对齐的实现方法;改进了二维线性外推盲元检测补偿算法,在对角线方向上进行盲元检测与补偿,解决了多盲元连通时检测效率低的问题;采用定点乘法器和加法器完成了探测器的均匀性校正。实验结果表明:该数据采集处理技术能够提高数据传输处理效率,具有良好的实时性和可移植性。 展开更多
关键词 数据采集 长线列 实时性 盲元检测补偿
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基于长线列扫描周视红外成像的多目标提取方法综述 被引量:2
11
作者 范青帅 范宏波 +5 位作者 林宇 张晋 林丹丹 杨超 朱亮 李伟 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期118-126,共9页
介绍了长线列扫描周视红外图像的多目标提取的研究背景和图像数据量大、背景复杂度高给目标提取带来的问题,分析了与传统焦平面阵列输出红外图像的不同。根据长线列扫描周视红外图像的特点,从长线列扫描周视红外图像的快速处理方法和多... 介绍了长线列扫描周视红外图像的多目标提取的研究背景和图像数据量大、背景复杂度高给目标提取带来的问题,分析了与传统焦平面阵列输出红外图像的不同。根据长线列扫描周视红外图像的特点,从长线列扫描周视红外图像的快速处理方法和多目标提取方法两个方面进行了归纳总结,分析了不同处理方法中面临的问题和解决思路。最后总结长线列扫描周视红外图像的多目标提取技术的发展方向和趋势。 展开更多
关键词 长线列扫描 图像分割 多红外弱小目标提取
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红外长线列探测器位置错位校正方法 被引量:1
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作者 刘素芳 李建林 +1 位作者 潘鸣 方中华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第11期621-624,共4页
红外长线列探测器在扫描成像系统中正得到越来越多的广泛应用,相应的遥感图像预处理工作的重要性也日渐突出,红外长线列探测器位置校正是遥感图像预处理的重要组成部分,对其方法的研究有着重要的实用价值。针对多元红外长线列探测器模... 红外长线列探测器在扫描成像系统中正得到越来越多的广泛应用,相应的遥感图像预处理工作的重要性也日渐突出,红外长线列探测器位置校正是遥感图像预处理的重要组成部分,对其方法的研究有着重要的实用价值。针对多元红外长线列探测器模块内像元错位和模块间位置错位,提出并用FPGA实现了一种红外长线列探测器位置错位实时校正方法。实验结果表明该方法效果良好,可以有效的消除图像错位畸变,提高图像质量。 展开更多
关键词 红外长线列探测器 位置校正 遥感图像 图像预处理
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基于长线列探测器的图像非均匀性研究与校正 被引量:1
13
作者 徐敏 赵毅强 刘文娟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第7期15-17,共3页
基于长线列图像探测器的成像系统,其图像的非均匀性往往制约着系统成像的质量。结合线列图像探测器的结构特点,分析了线列图像的非均匀性产生原因,并在此基础上分析了多点校正算法,并提出一种基于图像轮廓提取的图像平滑算法。通过对比... 基于长线列图像探测器的成像系统,其图像的非均匀性往往制约着系统成像的质量。结合线列图像探测器的结构特点,分析了线列图像的非均匀性产生原因,并在此基础上分析了多点校正算法,并提出一种基于图像轮廓提取的图像平滑算法。通过对比处理前后的结果,采用图像轮廓提取的图像平滑算法,在保证图像细节的基础上,能够提高图像的均匀性。 展开更多
关键词 长线列图像探测器 非均匀性 多点校正算法 图像轮廓提取
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长线列长波红外探测器共面度评估模型 被引量:1
14
作者 马军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期174-183,共10页
受热应力和边界条件的影响,长线列长波红外探测器工作时会产生变形,这可能会对芯片造成损伤或使光敏面出现不共焦。对热、力耦合条件下探测器的共面度进行评估,这是长线列长波红外焦面组件设计的重要内容之一。对可能引起探测器变形的... 受热应力和边界条件的影响,长线列长波红外探测器工作时会产生变形,这可能会对芯片造成损伤或使光敏面出现不共焦。对热、力耦合条件下探测器的共面度进行评估,这是长线列长波红外焦面组件设计的重要内容之一。对可能引起探测器变形的因素进行了分析,通过有限元仿真确定其中的主要因素。以这些主要因素为变量,基于层合板理论,建立了热、力耦合条件下的长线列长波红外探测器共面度评估模型。对共面度评估模型进行了误差分析,确定了其引进的误差在工程应用上可接受。使用共面度评估模型对焦面组件的结构进行了改进,通过有限元仿真和实物测试的方法对改进的有效性进行了验证。验证结果表明:结构改进后,当探测器工作时,光敏面平面度的变化量由改前的170μm减少至10μm,满足小于20μm的设计要求。 展开更多
关键词 长线列 波红外 焦面组件 共面度
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基于光线追迹的长线列摆扫式热像仪在轨几何成像仿真方法
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作者 李潇雁 胡琸悦 +1 位作者 江林逸 陈凡胜 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期199-209,共11页
针对卫星发射前在轨数据缺乏导致的无法进行成像质量评估、链路分析及几何处理算法验证等问题,提出了一种基于光线追迹的长线列摆扫式热像仪在轨几何成像仿真方法。首先根据光学系统结构及成像特点,构建了长线列摆扫式热像仪严格几何定... 针对卫星发射前在轨数据缺乏导致的无法进行成像质量评估、链路分析及几何处理算法验证等问题,提出了一种基于光线追迹的长线列摆扫式热像仪在轨几何成像仿真方法。首先根据光学系统结构及成像特点,构建了长线列摆扫式热像仪严格几何定位模型;然后,基于姿轨仿真数据、DOM和DEM辅助数据,通过光线追迹及重投影算法实现了像元视矢量的空间投影及成像仿真;最后,提出了基于“广义”修正矩阵的几何检校方法,通过修正定位模型提高了仿真影像定位精度。实验结果表明,该方法可实现长线列摆扫式热像仪任意轨道位置的几何成像仿真,检校后仿真影像定位精度优于2个像元。该研究为空间光学载荷在轨几何成像仿真提供了新思路,对成像链路误差源分析、几何定位及检校方法研究具有重要意义。 展开更多
关键词 成像仿真 几何检校 长线列摆扫 热像仪 光线追迹
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11.3μm~12.3μm对地观测用长线列的新发展(下)
16
作者 Olivie Saint-Pe 高国龙 《红外》 CAS 2000年第8期24-32,共9页
5 飞行用热焦平面的要求 如3.1所述,为了使飞行任务取得最佳效果,飞行用热焦平面将由两个允许在10.3μm-11.3μm和11.3μm-12.3μm范围进行对地观测的通道构成。在确定热通道焦平面列阵的技术指标时,必须精心考虑几个驱动因素。
关键词 对地观测 长线列 红外探测器 红外焦平面
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11.3μm~12.3μm对地观测用长线列阵探测器的新发展(上)
17
作者 Olivie Saint-Pe 高国龙 《红外》 CAS 2000年第7期6-12,共7页
在科学对地观测计划的技术准备阶段,欧洲空间局(ESA)已对将在低地球轨道卫星上使用的高分辨率热辐射计开展了一些实验性工作。 在吸取以前实验阶段的教训并考虑仪器原理改进因素的基础上,研制了一个用于11.3μm~12.3μm范围的长波红外... 在科学对地观测计划的技术准备阶段,欧洲空间局(ESA)已对将在低地球轨道卫星上使用的高分辨率热辐射计开展了一些实验性工作。 在吸取以前实验阶段的教训并考虑仪器原理改进因素的基础上,研制了一个用于11.3μm~12.3μm范围的长波红外线列焦平面实验样件。该实验样件由两个像元间距为 30μm的256元 HgCdTe模块构成,这两个HgCdTe模块是通过用机械方法对接后,再同四个多路传输器间接混成的。由于焦平面处的图象旋转因素,为像元排列选择了一种线性布局。为了达到所要求的0.1KNEDT(噪声等效温差),探测器在55 K温度下工作。 该探测器实验样件是由LETI/LIR(红外实验室)制作并进行预表征的,目前它被安装在马特拉马可尼空间公司的一个专用测试装置内。本文将介绍表征的初步结果,并重点介绍暗电流及其随温度而变的离散情况以及低频噪声测量值。 展开更多
关键词 对地观测 长线列阵探测器 红外焦平面 热辐射度
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长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件 被引量:9
18
作者 李言谨 杨建荣 +12 位作者 何力 张勤耀 丁瑞军 方维政 陈新强 魏彦峰 巫艳 陈路 胡晓宁 王建新 倪云芝 唐红兰 王正官 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期90-92,共3页
介绍了长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件的制备技术和达到的性能参数.探测器采用离子注入平面pn结制备光敏元,通过间接倒焊技术和读出电路互联,采用8个256元焦平面模块拼接2048元线列焦平面器件.光敏元的响应截止波长达到9.9μm,相应... 介绍了长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件的制备技术和达到的性能参数.探测器采用离子注入平面pn结制备光敏元,通过间接倒焊技术和读出电路互联,采用8个256元焦平面模块拼接2048元线列焦平面器件.光敏元的响应截止波长达到9.9μm,相应的R0A达到10Ωcm2,平均峰值探测率达到9.3×1010cmHz1/2W-1,响应不均匀性为8%,有效光敏元率大于99.5%. 展开更多
关键词 长线列 红外焦平面 碲镉汞
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长线列密排光纤阵列高精度设计制作 被引量:1
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作者 蔡易平 胡孟春 彭星宇 《光纤与电缆及其应用技术》 2018年第6期4-7,13,共5页
为了实现线性长度约18 mm,光纤端面位置偏差不大于2μm,纤芯垂直度偏差不大于0.17°的长线列密排光纤阵列的高精度制作,提出了一种长线列密排光纤阵列高精度设计制作方法。该方法综合了压板法和硅V型槽法两种方法的优点,采用表面刻... 为了实现线性长度约18 mm,光纤端面位置偏差不大于2μm,纤芯垂直度偏差不大于0.17°的长线列密排光纤阵列的高精度制作,提出了一种长线列密排光纤阵列高精度设计制作方法。该方法综合了压板法和硅V型槽法两种方法的优点,采用表面刻制等深梯形槽的硅基片作为光纤定位模板,实现光纤端面的定位误差控制,同时结合光纤复定位工艺实现光纤轴向的定位误差控制。实际检测结果表明,阵列端面纤芯的横向偏差和竖向线性偏差均小于1μm,纤芯的轴向垂直度偏差不大于0.13°,实现了长线列密排光纤阵列高精度设计制作。 展开更多
关键词 长线列密排光纤阵列 硅梯形槽模板 光纤端面定位 光纤轴向定位
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长线列密排光纤阵列排布装置的设计制作
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作者 文霞 蔡易平 《光纤与电缆及其应用技术》 2021年第4期35-39,共5页
针对线性长度较长、像素密度较高的长线列密排光纤阵列光模块制作要求,设计了一种长线列密排光纤阵列排布装置,其包括底座、滑块和滑块调节机构等装置部件。这些装置部件相互连接,形成了硅底板悬浮安装结构、滑块连接组装结构和滑块移... 针对线性长度较长、像素密度较高的长线列密排光纤阵列光模块制作要求,设计了一种长线列密排光纤阵列排布装置,其包括底座、滑块和滑块调节机构等装置部件。这些装置部件相互连接,形成了硅底板悬浮安装结构、滑块连接组装结构和滑块移动控制结构三个功能结构。以三个功能结构为主体构成的长线列密排光纤阵列排布装置,可以实现对数百上千根微细裸光纤的线性有序紧邻密排,并制成长线列密排光纤阵列光模块。 展开更多
关键词 长线列密排光纤阵列 硅底板悬浮安装结构 滑块连接组装结构 滑块移动控制结构
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