用于光电倍增管的自动扩张聚焦极及光电倍增管制造技术

本发明专利技术公开一种自动扩张聚焦极以及基于自动扩张聚焦极的光电倍增管。该光电倍增管包含高真空密封壳体、自动扩张聚焦极、高量子效率光电阴极、电子倍增系统、连接及引线系统。高真空密封壳体作为光电倍增管外壳部分主要作用是密封以及作为其他膜层的基底，自动扩张聚焦极作为光电倍增管的电子收集极包括底板、扩张叶片和自动触发机构。高量子效率光电阴极位于高真空密封壳体的上部区域，将入射光子转换为电子。电子倍增系统位于自动扩张聚焦极下方，将聚焦极收集到的电子放大后通过引线系统引出。在光电倍增管封装的过程中自动扩张聚焦极会触动触发机构，从而实现自动扩张聚焦极的扩张动作，实现聚焦极径向尺寸的扩大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微通道板型光电倍增管
，具体而言涉及一种用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集及光电倍增管。
技术介绍
光电倍增管是一种光探测器，可以将微弱的光信号转换成电信号输出。从倍增器类别上可以分为打拿极光电倍增管和微通道板型光电倍增管。各类型的光电倍增管广泛应用在基础物理学领域研究、高能伽马射线探测、地面宇宙射线望远镜观测、双beta衰变实验、质子衰变实验、暗物质探测、中微子探测实验等领域。目前光电倍增管尤其是大尺寸的光电倍增管采用的技术方案以打拿极型居多，整管结构复杂，时间特性相对较弱，而微通道板型光电倍增管时间特性较好，配合扩张型聚焦极结构可以进一步改进TTS等参数，但受到各方面的技术条件限制尤其是聚焦集的尺寸限制而难以获得较大的收集效率。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于光电倍增管的时间特性优越的自动扩张型聚焦集及具有该聚焦集的光电倍增管。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出一种用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，包括固定压紧机构、扩张叶片、触发踏板、触发丝以及触发环，其中：所述固定压紧机构包括环状的底板以及设置在底板上的扭簧与转轴，扭簧套在转轴上；多个所述扩张叶片，沿着所述底板的边缘并且可绕所述转轴转动地安装；多个所述扩张叶片在初始状态下垂直固定在底板的正上方，被触发环压紧构成环状收拢分布，呈收拢状态；所述扭簧与扩张叶片一对一地设置，每个所述扭簧的一端与扩张叶片固定，另一端固定到底板上，并且扭簧具有使得扩张叶片朝向聚焦集的径向尺寸扩张展开的趋势并提供预紧力；所述触发踏板、触发丝以及触发环组成一自动触发机构；所述触发丝的一端固定在触发踏板上，另一端固定在触发环上；所述触发踏板被设置成用于在被触发时带动触发丝运动从而使得多个所述扩张叶片被触发环压紧收拢的状态解除，并受到所述扭簧提供的预紧力而进入扩张状态。进一步的实施例中，所述触发踏板位于临近底板的位置并朝向外伸出，该触发踏板被设置成在聚焦集铟封至球壳内时受到玻璃球壳边缘的阻挡触发使其朝向聚焦集移动方向相反方向运动，并带动触发丝同步运动而解除触发环上的固定扣，解除触发环对多个扩张叶片的收拢，使得扩张叶片处于可释放状态，在所述扭簧的预紧力作用下沿着固定压紧机构的边缘的转轴旋转和定位，聚焦极进入扩张状态。进一步的实施例中，所述扩张叶片在初始状态下呈收拢状态时，所述聚焦集的外径小于90mm。进一步的实施例中，所述扩张叶片在释放后呈扩张状态时，所述聚焦集的外径大于175mm。进一步的实施例中，所述底板为金属底板根据本专利技术的公开，还提出一种具有自动扩张型聚焦集的光电倍增管，包括：高真空密封壳体，壳体内部为超高真空状态，由球状部分和过渡封接部分构成；自动扩张聚焦极，用于收集由高量子效率光电阴极产生的光电子，其置于所述高真空密封壳体内部，并且在其被铟封至过渡封接部分时自动触发和向径向尺寸自动扩张，该自动扩张聚焦极具有可被触发而展开的多个扩张叶片，所述多个扩张叶片具有被压紧形成环状分布的收拢状态以及朝向聚焦集径向尺寸展开的扩张状态，在所述扩张状态下，所述多个扩张叶片被设置成通过扭力弹簧张紧定位；高量子效率光电阴极，置于所述高真空密封壳体内部并位于上表面；电子倍增系统，置于所述自动扩张聚焦极下方并将其收集到的光电子进行倍增；引线系统，置于所述电子倍增系统下方且穿过所述高真空密封壳体的过渡封接部分将电信号引出。进一步的实施例中，所述自动扩张聚焦集还包括固定压紧机构、触发踏板、触发丝以及触发环，其中：固定压紧机构包括环状的底板以及设置在底板上的扭簧与转轴，扭簧套在转轴上；多个扩张叶片，沿着所述底板的边缘并且可绕所述转轴转动地安装；多个扩张叶片在初始状态下垂直固定在底板的正上方，被触发环压紧构成环状收拢分布，呈收拢状态；扭簧与扩张叶片一对一地设置，扭簧的一端与扩张叶片固定，另一端固定到底板上，并且扭簧具有使得扩张叶片朝向聚焦集的径向尺寸扩张展开的趋势并提供预紧力；触发踏板、触发丝以及触发环组成一自动触发机构；触发丝的一端固定在触发踏板上，另一端固定在触发环上；触发踏板被设置成用于在被触发时带动触发丝运动从而使得多个扩张叶片被触发环压紧收拢的状态解除，并受到所述扭簧提供的预紧力而进入扩张状态。进一步的实施例中，所述触发踏板位于临近底板的位置并朝向外伸出，该触发踏板被设置成在聚焦集铟封至球壳内时受到玻璃球壳边缘的阻挡触发使其朝向聚焦集移动方向相反方向运动，并带动触发丝同步运动而解除触发环上的固定扣，解除触发环对多个扩张叶片的收拢，使得扩张叶片处于可释放状态，在扭簧的预紧力作用下沿着固定压紧机构的边缘的转轴旋转和定位，聚焦极进入扩张状态。进一步的实施例中，所述扩张叶片在初始状态下呈收拢状态时，所述聚焦集的外径小于90mm。进一步的实施例中，所述扩张叶片在释放后呈扩张状态时，所述聚焦集的外径大于175mm。进一步的实施例中，所述自动扩张聚焦极位于所述高真空密封壳体内部，置于高量子效率光电阴极和电子倍增系统之间，用于收集由高量子效率光电阴极产生的光电子。进一步的实施例中，所述高真空密封壳体采用高透过率低反射率的耐高温绝缘材料制备，其形状为球状结构、多段圆弧平滑过渡的“椭球状”结构或圆柱形结构中的一种。进一步的实施例中，所述高量子效率光电阴极构造成为一蒸镀在高真空密封壳体内表面的可将光子转化成电子的半导体薄膜。进一步的实施例中，所述电子倍增系统采用微通道板作为其倍增器件，具有两片的微通道板串联叠加并分别加载工作电压。由以上的技术方案，本专利技术的自扩张聚焦集以及光电倍增管与现有技术相比，具有显著的有益效果：1)采用自动扩张聚焦极作为光电倍增管的电子收集极，可以有效地提高电子收集极的径向尺寸，从而明显提高光电倍增管的时间特性，尤其是渡越时间弥散(TTS)；2)采用自动扩张聚焦极作为光电倍增管的电子收集极可以有效提高电子收集极对高量子效率光电阴极产生的电子的收集能力，从而提高样管的探测效率；3)电子倍增极配合自动扩张聚焦极，将其收集的电子进行倍增，采用微通道板作为核心倍增器件，可以实现超高增益，同时大大简化了结构的复杂性，降低了引线和电压加载系统的成本；4)基于自动扩张聚焦极的光电倍增管采用轴对称的设计方案，具有良好的各项均匀性，包括阴极均匀性、阳极均匀性。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是根据本专利技术的基于自动扩张聚焦极的光电倍增管的结构图。图2A-2B是根据本专利技术的自动扩张聚焦极的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，其特征在于，包括固定压紧机构、扩张叶片、触发踏板、触发丝以及触发环，其中：所述固定压紧机构包括环状的底板以及设置在底板上的扭簧与转轴，扭簧套在转轴上；多个所述扩张叶片，沿着所述底板的边缘并且可绕所述转轴转动地安装；多个所述扩张叶片在初始状态下垂直固定在底板的正上方，被触发环压紧构成环状收拢分布，呈收拢状态；所述扭簧与扩张叶片一对一地设置，每个所述扭簧的一端与扩张叶片固定，另一端固定到底板上，并且扭簧具有使得扩张叶片朝向聚焦集的径向尺寸扩张展开的趋势并提供预紧力；所述触发踏板、触发丝以及触发环组成一自动触发机构；所述触发丝的一端固定在触发踏板上，另一端固定在触发环上；所述触发踏板被设置成用于在被触发时带动触发丝运动从而使得多个所述扩张叶片被触发环压紧收拢的状态解除，并受到所述扭簧提供的预紧力而进入扩张状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，其特征在于，包括固定压紧机构、扩张叶片、触发踏板、触发丝以及触发环，其中：所述固定压紧机构包括环状的底板以及设置在底板上的扭簧与转轴，扭簧套在转轴上；多个所述扩张叶片，沿着所述底板的边缘并且可绕所述转轴转动地安装；多个所述扩张叶片在初始状态下垂直固定在底板的正上方，被触发环压紧构成环状收拢分布，呈收拢状态；所述扭簧与扩张叶片一对一地设置，每个所述扭簧的一端与扩张叶片固定，另一端固定到底板上，并且扭簧具有使得扩张叶片朝向聚焦集的径向尺寸扩张展开的趋势并提供预紧力；所述触发踏板、触发丝以及触发环组成一自动触发机构；所述触发丝的一端固定在触发踏板上，另一端固定在触发环上；所述触发踏板被设置成用于在被触发时带动触发丝运动从而使得多个所述扩张叶片被触发环压紧收拢的状态解除，并受到所述扭簧提供的预紧力而进入扩张状态。2.根据权利要求1所述的用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，其特征在于，所述触发踏板位于临近底板的位置并朝向外伸出，该触发踏板被设置成在聚焦集铟封至球壳内时受到玻璃球壳边缘的阻挡触发使其朝向聚焦集移动方向相反方向运动，并带动触发丝同步运动而解除触发环上的固定扣，解除触发环对多个扩张叶片的收拢，使得扩张叶片处于可释放状态，在所述扭簧的预紧力作用下沿着固定压紧机构的边缘的转轴旋转和定位，聚焦极进入扩张状态。3.根据权利要求1所述的用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，其特征在于，所述扩张叶片在初始状态下呈收拢状态时，所述聚焦集的外径小于90mm。4.根据权利要求1所述的用于光电倍增管的自动扩张型聚焦集，其特征在于，所述扩张叶片在释放后呈扩张状态时，所述聚焦集的外径大于175mm。5.一种具有自动扩张型聚焦集的光电倍增管，其特征在于，包括：高真空密封壳体，壳体内部为超高真空状态，由球状部分和过渡封接部分构成；自动扩张聚焦极，用于收集由高量子效率光电阴极产生的光电子，其置于所述高真空密封壳体内部，并且在其被铟封至过渡封接部分时自动触发和向径向尺寸自动扩张，该自动扩张聚焦极具有可被触发而展开的多个扩张叶片，所述多个扩张叶片具有被压紧形成环状分布的收拢状态以及朝向聚焦集径向尺寸展开的扩张状态，在所述扩张状态下，所述多个扩张叶片被设置成通过扭力弹簧张紧定位；高量子效率光电阴极，置于所述高真空密封壳体内部并位于上表面；电子倍增系统，置于所述自动扩张聚焦极下方并将其收集到的光电子进行倍增；引线系统，置于所述电子倍增系统下方且穿过所述高真空密封壳体的过渡封接部分将电信号引出。6.根据权利要求5所述的具有自动扩张型...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建宁，司曙光，王志宏，张勤东，任玲，陈辉，李冬，王兴超，徐海洋，张正君，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53