CN102636256A - 可移动式低温弱光检测***及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可移动式低温弱光检测***，包括箱体和设置在所述箱体中的真空***、芯片控制电路、***光路、制冷机和压缩机；所述箱体中横向设置有一层隔板；所述制冷机设置在所述隔板上，制冷机中设置有样品室；所述压缩机设置在所述箱体的底部，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供低温环境；所述真空***设置在箱体的上部空间，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供真空环境；所述***光路和芯片控制电路设置在箱体的顶部空间的两个侧壁上，通过气密接口将光信号和电信号导入所述制冷机的样品室。本发明的***重心平衡，便于光缆和电缆连接，减小了机械振动的影响，增强了***工作的稳定性，增强了***的可移动性，克服了低温光探测器移动的难题,极大地拓展了低温器件的应用范围和领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温弱光探测***，尤其一种可移动式低温弱光探测***，本发明还涉及利用该检测***进行检测的方法。
背景技术
光探测器是光电***的主要组成部分。高灵敏度的光探测器在国防工业、生物技术、公共安全和科学研究中发挥着关键作用。光探测器的灵敏度、噪声、响应波长、响应速度等是光探测器的主要性能指数。要实现弱光检测，甚至单光子检测，探测器***必须要尽可能的克服热噪声等，降低探测器工作温度。
因此，现有的高灵敏度光探测器均采用的制冷设计。例如，半导体制冷到零下40摄氏度，液氮降温到77K，甚至液氦降温到4.2K。当具备工作温度4K左右时，可选用的探测器灵敏度和信噪比等大大提高，具有非常优异的性能。但由于该低温条件相对比较苛刻，因此目前的***主要应用于实验室或大型地面工作站，极大的限制了该类探测器的应用。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供了一种可重复性、可移动式使用的低温弱光检测***。
本发明的另一目的在于提供利用该检测***进行检测的方法。
技术方案：本发明所述的一种可移动式低温弱光检测***，包括箱体和设置在所述箱体中的真空***、芯片控制电路、***光路、制冷机和压缩机；所述箱体中横向设置有一层隔板；所述制冷机设置在所述隔板上，制冷机中设置有样品室；所述压缩机设置在所述箱体的底部，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供低温环境；所述真空***设置在箱体的上部空间，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供真空环境；所述***光路和芯片控制电路设置在箱体的顶部空间的两个侧壁上，用于分别传导光信号和电信号，通过气密接口将光信号和电信号导入所述制冷机的样品室。所述***光路采用光纤导光。本发明通过制冷机、压缩机获得4K低温***，真空机工作获得真空环境隔绝与外界的热交换，保持4K温度。光路***将光信号输入低温***，电路***将检测到的信号放大并且控制芯片工作。
本发明所述低温弱光探测***中，压缩机位于***最底部，制冷机置于压缩机上层的位置，光路***及电路***更高于制冷机的位置。保证了***重心平衡，便于光缆和电缆连接，减小机械振动的影响。
低温***采用闭循环制冷机获得4K低温环境，通以220V交流电源即可正常工作，避免了使用液氦等制冷剂，因此无需液氦杜瓦和液氦回收***。
利用本发明所述的低温弱光检测***进行检测的方法，包括如下步骤：
（1）连接光信号和电路，通以220V交流电源；
（2）启动真空泵抽真空，制冷机样品室获得真空环境；
（3）启动压缩机降温，获得低温环境；
（4）打开探测器控制电源和测量电路电源，进行测量。
利用本发明***检测获得低温***的实验条件简单，使用方便，操作场所不限于实验室或地面作业工作站。
本发明低温弱光探测***适用于低温弱光检测器芯片的常规工作温度范围4±1K，通过辐射屏蔽和增加加热装置，可扩展其工作温度到1.8-300K范围。
有益效果：1、本发明压缩机位于***最底部，制冷机置于压缩机上层的位置，光路***及电路***更高于制冷机的位置，使得***重心平衡，便于光缆和电缆连接，减小机械振动的影响，增强了***工作的稳定性。2、采用闭循环制冷机获得4K低温环境，避免了使用液氦等制冷剂，通以220V交流电源即可，因此获得低温***的实验条件简单。3、本发明通过压缩机和制冷机获得4K低温环境，连接电路，打开光路即可进行检测，因此操作地点不限，增强了低温弱光探测***的可移动性，克服了低温光探测器移动的难题。
附图说明
图1为本发明的***结构示意图。
图2为本发明的实物结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：如图1所示，本发明可移动式低温弱光检测***，包括4K低温***1、***光路2、控制电源3和信号放大部分4，其中，4K低温***1由压缩机、制冷机和真空***组成；控制电源3和信号放大部分4同属于芯片控制电路。检测***工作时，通过低温***1将工作环境温度降到并保持在4K。打开光路***2，光纤传导光信号，通过气密性接口将光信号通入低温***1。芯片控制电路***提供芯片工作所需的电源，芯片正常工作的控制以及输出信号的放大。
如图2所示，本发明检测***包括箱体和设置在所述箱体中的真空***1、芯片控制电路2、***光路3、制冷机4和压缩机5；所述箱体中横向设置有一层隔板；所述制冷机4设置在所述隔板上，制冷机4中设置有样品室；所述压缩机5设置在所述箱体的底部，并与所述制冷机4连接为所述制冷机4中的样品室提供低温环境；制冷机4和压缩机5实现低温环境，通过闭循环制冷机获得约4K的样品台，降低样品的温度，达到其最佳工作状态。所述真空***1设置在箱体的上部空间，并与所述制冷机4连接为所述制冷机4中的样品室提供真空环境，真空***1控制制冷机内样品室真空度，通过真空隔绝外界和冷头热传递，并且减少芯片样品的氧化造成的退化；所述***光路3和芯片控制电路2设置在箱体的顶部空间的两个侧壁上，通过气密接口将光信号和电信号导入所述制冷机4的样品室。芯片控制电路2实现芯片电源的提供、芯片工作方式的控制和输出信号的放大处理等；***光路3通过光纤将检测光信号输入探测器检测区域，实现超低损耗光传输和光信号的检测。
Claims (3)
1.一种可移动式低温弱光检测***，其特征在于：包括箱体和设置在所述箱体中的真空***、芯片控制电路、***光路、制冷机和压缩机；所述箱体中横向设置有一层隔板；所述制冷机设置在所述隔板上，制冷机中设置有样品室；所述压缩机设置在所述箱体的底部，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供低温环境；所述真空***设置在箱体的上部空间，并与所述制冷机连接为所述制冷机中的样品室提供真空环境；所述***光路和芯片控制电路设置在箱体的顶部空间的两个侧壁上，通过气密接口将光信号和电信号导入所述制冷机的样品室。
2.根据权利要求1 所述的低温弱光检测***，其特征在于：所述***光路采用光纤导光。
3.据权利要求1所述的低温弱光检测***进行检测的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）连接光信号和电路，通以220V交流电源；
（2）启动真空泵抽真空，制冷机样品室获得真空环境；
（3）启动压缩机降温，获得低温环境；
（4）打开探测器控制电源和测量电路电源，进行测量。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052552A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-17 | 南京大学 | 大口径超导弱光接收机 |
| CN104089700A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 浙江长兴家宝电子有限公司 | 一种便于led灯照度检测的测试箱 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2314365Y (zh) * | 1997-12-27 | 1999-04-14 | 中国科学院长春物理研究所 | 半导体光学测量真空辅助低温装置 |
| JP2003215040A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-30 | Daikin Ind Ltd | 冷凍サイクルにおける潤滑油の状態検出装置 |
| CN2711723Y (zh) * | 2004-06-22 | 2005-07-20 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 低温复式杜瓦 |
| CN1811372A (zh) * | 2006-01-09 | 2006-08-02 | 四川大学 | 低温制备流体样品的监控装置及其方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2314365Y (zh) * | 1997-12-27 | 1999-04-14 | 中国科学院长春物理研究所 | 半导体光学测量真空辅助低温装置 |
| JP2003215040A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-30 | Daikin Ind Ltd | 冷凍サイクルにおける潤滑油の状態検出装置 |
| CN2711723Y (zh) * | 2004-06-22 | 2005-07-20 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 低温复式杜瓦 |
| CN1811372A (zh) * | 2006-01-09 | 2006-08-02 | 四川大学 | 低温制备流体样品的监控装置及其方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052552A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-17 | 南京大学 | 大口径超导弱光接收机 |
| CN104089700A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 浙江长兴家宝电子有限公司 | 一种便于led灯照度检测的测试箱 |
| CN104089700B (zh) * | 2014-07-03 | 2016-02-10 | 浙江长兴家宝电子有限公司 | 一种便于led灯照度检测的测试箱 |
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