[实用新型]一种3吋光电倍增管电子光学输入系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电倍增管技术领域，尤其涉及一种3吋光电倍增管电子光学输入系统。

背景技术

光电倍增管是一种把微弱光信号转变为电信号并加以放大的电真空器件。其广泛应用于医疗成像，光子计数，高能物理等领域。

中微子是组成自然界的最基本的粒子之一，中微子有大量谜团尚未解开。如中微子磁矩，反中微子，中微子振荡等方面，这些谜团的揭开可能会给基础物理学带来新的突破，意义重大。

中微子与其他物质的相互作用十分微弱，几乎可自由穿过地球，号称宇宙间的“隐身人”。科学界从预言它的存在到发现它，用了20多年的时间。其探测难度非常大。而用光电倍增管组成的探测阵列探测中微子产生的切伦科夫辐射光是一种有效的探测方法。所谓切伦科夫辐射是指当带电粒子在介质中穿行时，其速度超过光在介质中的速度υ时就会发生切伦科夫辐射，发出切伦科夫光。当中微子束穿过水中时，与水原子核发生核反应，生成高能量的负μ子。由于负μ子在水中的速度超过了水中的光速，所以它在水中会发生“切伦科夫效应”，辐射出所谓的“切伦科夫光”。这种光具有确定的方向性。因此用高灵敏度的光电倍增列阵将“切伦科夫光”全部收集起来就探测到了中微子束。现有3吋的光电倍增管电子光学输入系统的光阴极面积小、时间特性不佳，不能较好地应用于中微子探测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种3吋的光电倍增管电子光学输入系统，解决上述技术问题。

本实用新型采用的技术手段如下：一种3吋的光电倍增管电子光学输入系统，包括玻璃外壳、光电阴极、聚焦极和第一倍增极，所述玻璃外壳为蘑菇形，其上部为椭球形、下部为圆筒形，所述玻璃外壳上部沿长轴方向外径为3吋；所述聚焦极固定于所述玻璃外壳内部；所述第一倍增极为盒状、设于所述聚焦极下方；所述光电阴极贴合所述玻璃外壳内顶壁，其顶部中心与所述聚焦极的距离为38mm；位于所述聚焦极周边的玻璃外壳内壁上设有导电膜，所述导电膜连接所述光电阴极。

进一步，所述聚焦极焊接有定位弹片，所述定位弹片焊接于所述玻璃外壳下部。

进一步，所述第一倍增极侧面为梯形。

进一步，所述光电阴极的曲率半径为49mm。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种3吋的光电倍增管电子光学输入系统，设计蘑菇形的玻璃外壳、盒状的第一倍增极，结合聚焦极的设计以及3吋的玻璃外壳，使得本实用新型具有更大的探测面积，具有更好的时间特性渡越时间弥散小到3ns，且具有良好的收集效率，收集效率可达95％。本实用新型适配合适的电子倍增器可以做成完整的3吋光电倍增管。

附图说明

图1为本实用新型的一种3吋的光电倍增管电子光学输入系统的结构示意图；

图中：1.玻璃外壳、2.光电阴极、3.导电膜、4.聚焦极、5.第一倍增极、6.定位弹片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种3吋的光电倍增管电子光学输入系统，包括玻璃外壳1、光电阴极2、聚焦极4和第一倍增极5，所述玻璃外壳1为蘑菇形，其上部为椭球形、下部为圆筒形，所述玻璃外壳1上部沿长轴方向外径为3吋；所述聚焦极4焊接有定位弹片6，所述定位弹片6焊接于所述玻璃外壳1下部，通过与玻璃外壳1的机械压力作用起固定聚焦极4的作用，且固定效果较好。所述第一倍增极5为盒状、设于所述聚焦极4下方，所述第一倍增极5具有优良的收集效率与增益；所述光电阴极2贴合所述玻璃外壳1内顶壁，光电阴极2的顶部中心与所述聚焦极4的距离为38mm；所述光电阴极2的曲率半径为49mm，上述设置进一步提高其收集效率；位于所述聚焦极4周边的玻璃外壳1内壁上设有导电膜3，所述导电膜3具有很好的光电转换效率，所述导电膜3连接所述光电阴极2。上述设置，使得所述系统具有较大的探测面积、具有较高的收集效率。所述第一倍增极5侧面为梯形，进一步提高其电子接受效率。

工作原理：光电阴极2与导电膜3处于同一电势U1，聚焦极4与第一倍增极5处于更高的电势U2，U2>U1，这两个电势边界电势在玻璃外壳1内共同形成一个电子光学输入系统，在适当的收集加速电压(如U2-U1>150伏特时)可以高效的将光电阴极2逸出的电子聚焦到第一倍增极5上，同时由于玻璃外壳1结构与聚焦极4结构，使得其具有良好的时间特性与单光电子分辨率。