[实用新型]制冷型光子探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光子探测器，具体地，涉及一种制冷型光子探测器。

背景技术

光电倍增管是目前应用最广泛的弱光测量和单光子探测器件。在某些场合中，如环境温度较高或进行宽光谱范围检测时，对光电倍增管的暗噪声的要求比较高，由于暗噪声的主要来源是光电倍增管阴极和第一发射极的热电子发射，因此，采用制冷法降低暗噪声是非常有效的方式。

半导体制冷以其可靠性高、制冷迅速、体较小等优点成为一种新型的无制冷剂的制冷技术。用半导体制冷片降低暗噪声，现有技术的做法是将半导体制冷片紧贴在光子探测器的外壳上，外壳的中部采用良好导热材料，外壳的端部和尾部采用不良导热材料。但是这种方式中，因光电倍增管与外壳间存在缝隙而导冷效果不理想，而且外壳中部与环境存在热传导，不利于温度的稳定，因而不能有效地降低暗噪声。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种暗噪声低的制冷型光子探测器。

本实用新型采取的技术方案是提供一种制冷型光子探测器，包括外壳、光电倍增管、制冷片和散热系统，所述光电倍增管外侧有导冷装置。

进一步地，所述导冷装置与所述外壳之间有保温层。

进一步地，所述导冷装置与所述光电倍增管之间有界面导热材料。

进一步地，所述外壳与光电倍增管阴极面相对应的位置设有玻璃入射窗。

进一步地，所述探测器还包括转接片，所述转接片的一面与所述制冷片的热面良好导热接触，另一面与所述散热系统良好导热接触。

进一步地，所述转接片与所述外壳接触，所述外壳与所述散热系统接触。

进一步地，所述探测器还包括温度控制器。

进一步地，所述制冷片与所述导冷装置之间有界面导热材料。

进一步地，所述制冷片与所述散热系统之间有界面导热材料。

进一步地，所述界面导热材料为导热硅脂。

与现有技术的制冷方式相比，本实用新型的制冷方式主要有以下优点：

(1)光电倍增管外侧有导冷装置，使得制冷片可以通过导冷装置直接对光电倍增管制冷，大大提高了制冷效率；

(2)导冷装置与外壳之间有保温层，有效地减小了探测器与外界环境的热传导，有利于保持内部温度恒定，保证了制冷效果；

(3)玻璃入射窗既能减少光电阴极受到的热辐射，减少暗噪声，又能保证探测器的密封性，避免制冷过程中出现结霜或结露现象；

(4)采用转接片连接散热系统与制冷片的热面，且转接片与外壳接触，因外壳与散热系统接触，使得外壳起到一定的散热作用，增大了散热面积，提高了散热能力。

附图说明

图1为本实用新型的制冷型光子探测器的结构示意图。

附图标记说明：

1、散热系统      2、外壳        3、保温层      4、光电倍增管

5、导冷装置      6、制冷片      7、转接片

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型的制冷型光子探测器包括散热系统1、外壳2、光电倍增管4和制冷片6。光电倍增管4的外侧设有由高导热系数材料制成的导冷装置5。制冷片6的冷端紧贴在光电倍增管4的光电阴极附近的导冷装置5上，制冷片6的热端通过散热系统1散热。与现有技术相比，制冷片6通过导冷装置5直接对光电倍增管4制冷，大大提高了制冷效率。为了进一步提高制冷效率，制冷片6与导冷装置5之间以及导冷装置5与光电倍增管4之间有界面导热材料，比如导热硅脂。为了减少探测器内部与外界环境间的热传导，导冷装置5与外壳2之间有保温层3。为了避免光电倍增管的阴极面直接暴露于外界，外壳2对应于光电倍增管4阴极面的位置处设有玻璃入射窗，这样既能使光电倍增管4与外界环境之间形成一个温度梯度，减少热辐射从而降低暗噪声，又能保证探测器的密封性，防止水汽进入外壳2内，避免制冷过程中出现结霜或结露现象。

本实用新型的制冷型光子探测器还可以包括转接片7，该转接片的一面通过界面导热材料与制冷片6的热面良好导热接触，另一面通过界面导热材料与散热系统1良好导热接触，以保证制冷片6和散热系统1良好导热接触；为了增大散热面积，进一步提高散热能力，转接片7与外壳2接触，且外壳2采用良好导热材料并与散热系统1接触。

本实用新型的制冷型光子探测器还可以包括温度控制器，对探头内部制冷部分的温度进行实时监测，并根据监测结果对制冷片的工作进行控制，使得探测器内部的温度保持恒定，不受外界环境温度的影响。

总之，本实用新型的制冷型光子探测器有效地解决了制冷片向光电倍增管导冷、向外界散热以及探测器的密封和内部保温等问题，并且配有温度控制器，因而该探测器具有暗噪声低、能在一定环境温度下保持内部温度恒定的特点。