輸出桔紅光的10.6微米紅外傳感元件制造技術

本發明專利技術是一種輸出桔紅光的１０. ６微米紅外傳感元件。是一種熱致發光材料。主要用于將ＣＯ↓［２］激光器輸出１０. ６μｍ的紅外光轉換成桔紅色的可見光。它由多元化合物燒制而成的陶質芯片構成的。構成陶質芯片化合物的主要化學成分是堿土硫化物，其中摻有兩種稀土離子，一種是銪，另一種是鏑、鈥、鉺。同時加適量的氟化堿，堿土氟化物和硫酸鹽，以利增強發光強度。本發明專利技術的紅外傳感元件具有靈敏度高，耐熱性好，機械強度高，利于照相、光電記錄和觀察，無污染等優點。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種用熱致發光材料制作的紅外敏感元件，它是用于將CO2激光在10.6μm的紅外輸出轉換成可見桔紅色光的傳感元件。摻雜的Ⅱa-Ⅵb族化合物，具有很好的光致發光特性。這些材料中具有較深的陷阱，能穩定的俘獲電子，并只當用近紅外光(λ∠1.7μm)才能引起光致發光，這種現象和有關材料已被用于制作對近紅外光響應的紅外傳感元件。但是某些摻雜的堿土硫化物和硒化物，具有熱致發光的特性，然而在一般情況下，其應用被忽視了。在特殊的工藝條件和化學成分下，有目的的在材料中改變成分和摻入特殊的雜質，引入一些適當深度的陷阱，可使之在長波紅外光的熱作用下，產生可見的電子-孔穴復合發光。這樣，這種可見光就成為作用在材料上的紅外光的顯示。利用這種熱敏材料能制成適合多方面應用的紅外傳感元件，例如用于檢測CO2激光在10.6μm輸出的目測元件，紅外看譜儀的顯示屏，紅外干涉儀的像轉換屏等。本專利技術的主要目的是提供一種熱致發光的耐熱性好的能將CO2激光在10.6μm的紅外輸出轉換成桔紅色可見光的紅外傳感元件;并提供這種元件及構成這種元件的材料的化學成分和制備方法。本專利技術的紅外熱敏元件由燒制成的不同形狀和不同尺寸的陶質芯片構成。這種陶片是在高壓下將原料成形后在高溫下燒結成的。這種陶質芯片有一定的強度能裝在特制的框架上，或燒結金屬片上或其它陶瓷片上。構成紅外敏感元件的陶瓷芯片，由特制的紅外傳感材料制做。這種材料是由多元化合物構成(塊，粉沫)。其基質成分為堿土硫化物，摻雜成分為特殊的雜質，它決定材料的特性，及形成陶質芯片的其它添加物(堿土硫酸鹽，堿鹵化物，堿土鹵化物等)。主要基質成分堿土硫化物，在不加其它成分前，它無任何可利用的特性。摻進銪獲得了光致發光的特性，而第二種雜質(鉺，鈥，鏑和銩)的摻入破壞了銪的光致發光的特性，而增強了熱致發光特性。本專利技術元件的陶質芯片所用材料的主要成分為堿土硫化物，其中摻有兩種稀土離子，一種為銪，另一種是鏑，鈥或鉺等，同時加適量的氟化堿，堿土氟化物和硫酸鹽等，以增加發光強度。稀土離子可以是氧化物，或硫化物或鹵化物的形式加入。其相對重量百分比率如下SrS100wt%M(Ca,Sr,Ba)SO42-10 wt%M(Ca,Sr,Ba)F20-8 wt%M(Li,Na,K)F1-10wt%Eu2O30.02-0.08 wt%R(Er,Ho,Dy,)2O30.004-0.04 wt%本專利技術紅外傳感元件的制備方法將上述陶質芯片的化合物按所需比率稱好混合，研磨后在各種尺寸和形狀的基底上加壓成形，之后放在電爐中，在惰性氣氛下加熱，于1000-1250℃溫度保持0.5～2小時，冷卻后即得本專利技術元件的陶質芯片。所說的基底可以是各種各樣的形狀或尺寸的模具，或者是金屬片，或者是氧化鋁陶瓷片。上述制得的元件可根據不同的需要，裝在適當的框架上以便于使用。本專利技術的優點本專利技術元件是由無機陶質材料制成的，其特點是將長波紅外光(CO2激光輸出-10.6μm)轉換成桔紅色可見光，其光譜分布如圖1所示，因而它有如下優點1.靈敏度高;2.利于照相、光電記錄和觀察;3.耐熱性好;4.機械強度高;5.無污染，等。6.本專利技術元件的主要用處較廣1)用來觀察CO2激光輸出(波長為10.6μm)，確定方位，光斑大小及發散情況等。2)用于做為分析CO2激光輸出精細波長的紅外看譜儀的波長顯示屏。3)用于做觀察CO2激光干涉圖象的屏幕等。4)用于CO2激光手術的定位或激光防護。 附圖說明圖1.發光光譜分布圖(縱座標為發光強度I，橫座標為波長λ)。實施例1 按下面成分制成本專利技術元件陶質芯片的材料，其相對重量百分比為硫化鍶100wt%硫酸鈣7wt%氟化鈣4wt%氟化鋰1wt%氟化鈉5wt%氧化銪0.045wt%氧化鏑0.004wt%具體的做法是稱取硫化鍶13370mg，硫酸鈣935.9mg，氟化鈣534.8mg，氟化鋰133.7mg，氟化鈉668.5mg，氧化銪6mg和氧化鏑0.53mg，混合研勻后放在特制的模具內加壓成形，然后放在電爐中，于1000℃溫度下燒2小時，同時通氬氣。冷卻后可得本專利技術的熱致發光紅外傳感元件。其發光光譜如圖1中曲線2所示。實施例2陶質芯片材料的各化合物的相對重量百分比為硫化鍶100wt%硫酸鋇10wt%氟化鉀2wt%氧化銪0.08wt%氧化鈥0.04wt%具體的做法是稱取硫化鍶7866mg，硫酸鋇786.6mg，氟化鉀157.32mg，氧化銪6.3mg和氧化鈥3.1mg，混合研勻后沉積在鋁片和陶瓷片上，然后放在電爐中，于1250℃溫度下燒0.5小時，同時通氬氣。冷卻后可得本專利技術的熱致發光顯示屏。其發光光譜如圖1中曲線3所示。實施例3陶質芯片材料的各化合物的相對重量百分比為硫化鍶100wt%硫酸鍶2wt%氟化鋇8wt%氟化鋰5wt%氧化銪0.02wt%氧化鉺0.02wt%具體的做法是稱取硫化鍶8582.6mg，硫酸鍶171.65mg，氟化鋇686.6mg，氟化鋰429.13mg，氧化銪1.7mg和氧化鉺1.7mg，混合研勻后放在特制的模具內加壓成形，然后放在電爐中，于1050℃溫度下燒1小時，同時通入氬氣。冷卻后即得本專利技術的熱致發光陶瓷片，其發光光譜如圖1中曲線1所示。權利要求1.一種輸出桔紅光的10.6微米紅外傳感元件，其特征在于構成傳感元件的陶質芯片是由多元化合物燒制而成的，多元化合物的化學成份為(按相對重量百分比)SrS 100 wt%M(Ca，Sr，Ba)SO42-10 wt%M(Ca，Sr，Ba)F20-8 wt%M(Li，Na，K)F 1-10wt%Eu2O30.02-0.08 wt%R(Er，Ho，Dy，)2O30.004-0.04 wt%。2.依照權利要求1所述的一種輸出桔紅光的10.6微米紅外傳感元件，其特征在于燒制陶質芯片的方法是按照比例稱量構成陶質芯片的化合物，混合研磨后加壓成形送入爐中，加熱至1000～1250℃保持0.5～2小時，待冷卻后即成。全文摘要本專利技術是一種輸出桔紅光的10.6微米紅外傳感元件。是一種熱致發光材料。主要用于將CO文檔編號H05B33/00GK1104825SQ9411205公開日1995年7月5日 申請日期1994年2月24日 優先權日1994年2月24日專利技術者陳述春, 邱佩華, 戴鳳妹 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸出桔紅光的１０. ６微米紅外傳感元件，其特征在于構成傳感元件的陶質芯片是由多元化合物燒制而成的，多元化合物的化學成份為（按相對重量百分比）：ＳｒＳ １００ ｗｔ％Ｍ（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＳＯ↓［４］ ２－１０ ｗｔ％Ｍ（Ｃａ， Ｓｒ，Ｂａ）Ｆ↓［２］ ０－８ ｗｔ％Ｍ（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）Ｆ １－１０ ｗｔ％Ｅｕ↓［２］Ｏ↓［３］ ０. ０２－０. ０８ ｗｔ％Ｒ（Ｅｒ，Ｈｏ，Ｄｙ，）↓［２］Ｏ↓［３］ ０. ００４－０. ０４ ｗｔ％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳述春，邱佩華，戴鳳妹，
申請(專利權)人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]