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光傳感器封裝方式有多種,由于光傳感器仍處于發(fā)展中,其封裝方式尚未規(guī)范,下面簡(jiǎn)要介紹幾種主要的封裝方式。
機(jī)械固定式
這是光傳感器chang用的一種封裝方式。它主要是按光傳感器的性能和使用要求,設(shè)計(jì)一定的容器(管殼)和相應(yīng)的緊固件,將各部件組裝固定成一個(gè)整體。只要設(shè)計(jì)合理,這種封裝方式*可以滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用要求。這種固定方式也便于工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化此外,采用相應(yīng)的密封措施,也能滿足密封要求。例如,利用各種型號(hào)的真空墊圈,墊片等可構(gòu)成滿足氣密要求封裝結(jié)構(gòu)。而利用耐油的墊圈、墊片等,則可滿足防油(油密)的要求。若設(shè)計(jì)針對(duì)所用部件的導(dǎo)熱性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及所用材料的導(dǎo)熱性,則可構(gòu)成熱穩(wěn)定的封裝結(jié)構(gòu)。例如,各機(jī)械部件的墊膨脹系數(shù)若不相同,則因環(huán)境溫度的變化,會(huì)引起各機(jī)械部件的錯(cuò)位,從而使光傳感器的性能下降(其中包括光功率的起伏,光偏振態(tài)的變化,光波相位的變化等)。
膠粘固定式
這是光傳感器又一種chang用的封裝方式。它和機(jī)械固定式的差別主要是:傳件之間的固定是用各種粘結(jié)劑(膠)。用膠粘固定各部件對(duì)光傳感器進(jìn)行封裝的優(yōu)點(diǎn)是便易行,靈活快捷,適用面廣。尤其適用于光傳感器的試驗(yàn)階段。
膠粘的不足之處是:
1:溫度穩(wěn)定性較差。,原因是粘接劑和被格結(jié)構(gòu)(光傳感器各部件),如光纖金熱膨脹系數(shù)不同。
2:有附加應(yīng)力。粘接劑在固化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生附加的應(yīng)力。這種應(yīng)力的后果是:降低元件的對(duì)準(zhǔn)精度(固化過(guò)程產(chǎn)生微小位移);光學(xué)元件產(chǎn)生附加的各向異性,傳輸光波的特性變。一般情況是膠的固化時(shí)間愈短,產(chǎn)生的附加應(yīng)力愈大。因此對(duì)偏振特性要求高的場(chǎng)合應(yīng)慎用粘接劑。另外,為提高各元件對(duì)準(zhǔn)精度,在粘接劑的固化過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)準(zhǔn)的情況,并隨時(shí)進(jìn)行微調(diào),以補(bǔ)償因膠的固化而產(chǎn)生的移位。
3:難以拆卸。用粘接劑封裝的各部件一般難以拆卸而進(jìn)行重新組裝,所以用粘接劑封
裝的光傳感器,一般都無(wú)法拆卸。例如,用環(huán)氧固化后的封裝件就很難拆卸。
焊接固定式
對(duì)于光傳感器,這是一種優(yōu)于膠粘的封裝方式。這種封裝方式的優(yōu)點(diǎn)是:長(zhǎng)期穩(wěn)定性,尤其是熱穩(wěn)定性較好,其不足之處是:需專yong焊接裝置,需針對(duì)不同部件采用不同的工藝(焊接功率的大小、焊接時(shí)間的長(zhǎng)短、焊接部位的確定等)以及難以拆卸對(duì)光學(xué)元器件的焊接一般采用激光焊接,即加熱源為激光束(例如CO2激光)。目前,光纖法珀干涉儀是激光焊接的成功例之一,因?yàn)楣饫w法珀干涉儀由兩段裸光纖插入細(xì)毛細(xì)管中構(gòu)成為此,在兩光纖間距精密調(diào)整后,需將裸光纖和玻璃毛細(xì)管固定。以前這種固定用膠粘方式。其缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差,現(xiàn)改用CO2激光焊接方式封裝,則熱穩(wěn)定性大為改善,這種法珀光纖干涉儀用于200℃高溫仍能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
金屬焊固定式
金屬焊固定是又一種較好的封裝方式。它和上述焊接固定方式的差別是:需在被焊接的光學(xué)元件(一般是非金屬材料,例如玻璃,石英光纖等)上先用特種工藝涂敷一層金屬薄膜,再用錫焊方式進(jìn)行金屬的焊接。例如:用自聚焦透鏡和光纖連接的自準(zhǔn)直光纖以及光纖和LD(或LED)的連接多采用這種方式。這種封裝方式的優(yōu)點(diǎn)是:熱穩(wěn)定性好,壽命長(zhǎng)。不足之處是工藝較復(fù)雜(光學(xué)元器件上鍍金屬的工藝較難)。因而成本高,需專yong設(shè)備。
光電傳感器目前尚無(wú)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的封裝工藝。另外,由于光傳感器的品種多樣化,日前也無(wú)較通用的封裝工藝。但是構(gòu)成光傳感器的基本組件之一的光源(LD,LED)、光探測(cè)器以及它們和光纖、電線的封裝方式和光傳感器的封裝有共同之處,而且光源、光探測(cè)器等光電子器件的封裝已有較規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的封裝方式。
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