[实用新型]雪崩光电二极管的低温温度控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于单光子探测、量子密钥分配终端的二极管的低温温度控制装置，尤其涉及一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置。 

背景技术

随着量子通信技术和单光子探测技术的发展，对系统的低温温度控制要求越来越高，利用雪崩光电二极管（以下简称APD）特有的“雪崩效应”可以将微弱的信号进行雪崩放大，从而可以使系统很好的接收、采集。雪崩光电二极管以下简称APD。 

APD发生自持雪崩增益时需要在APD两端加上偏置电压，称为“雪崩电压”。雪崩电压与APD的工作温度有关，当温度降低时，电压随之降低。因为温度降低会使晶格散射作用减弱，增加了载流子的平均自由程，载流子在较低的场强下就可以获得足够的能量来碰撞出电子－空穴对，因而降低了雪崩电压。所以温度控制对APD能够实现“雪崩效应”尤为重要。APD的工作温度一般在-50℃左右，温度控制部分为APD 

提供必需的低温环境，一般使用半导体热电冷却器件将其冷却至该温度，并利用温控器件将该温度稳定在±0.1℃范围内。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置，本雪崩光电二极管的低温温度控制装置制作简单、成本低、工作效率高、制冷速度快，而且运行稳定性好、使用寿命长。 

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置，包括固定座、半导体制冷芯片和散热铜片、风扇和用于检测雪崩光电二极管的温度的热敏电阻；其特征在于：所述固定座上设有用于放置热敏电阻的安放孔、用于安装半导体制冷芯片的安放曲面和用于固定安装雪崩光电二极管的螺纹孔；所述安放曲面上设有导热硅胶片；所述热敏电阻为PT100热敏电阻，所述半导体制冷芯片为5级制冷半导体制冷芯片；所述固定座的底面和半导体制冷芯片的顶面之间通过所述ST0903导热粘接胶密封连接；所述半导体制冷芯片的底面通过所述ST0903导热粘接胶密封连接在散热铜片的上表面；所述风扇通过相适配的螺栓和螺帽安装在散热铜片的下表面。 

本实用新型的原理是利用帕尔贴效应，即两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，通过向装置内吸收热量以及向外界散发热量从而达到APD的工作温度，实现“雪崩效应”。本实用新型基于APD的“雪崩效应”和半导体制冷技 术，利用TEC的制冷效果使得环境温度达到APD的工作温度，实现“雪崩效应”，并且通过高灵敏度的PT100热敏电阻实时监控APD的工作温度，通过控制芯片，达到对温度的闭环控制。本实用新型通过所述ST0903导热粘接胶，解决了固定座与TEC的定面之间的密封盒固定、热敏电阻和固定座之间的密封盒固定以及TEC的底面和散热铜片得上表面之间的密封和固定问题，这样不仅提高了本实用新型的工作效率、制冷速度，而且大大提高了本实用新型的稳定性，延长了APD和TEC的工作寿命。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型固定座的俯视结构示意图 

图3是本实用新型TEC的侧视结构示意图 

图4是本实用新型风扇的结构示意图 

图5是本实用新型散热铜片的结构示意图 

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。 

具体实施方式

实施例1 

参见图1、图2、图3、图4和图5，本雪崩光电二极管的低温温度控制装置，包括固定座1、半导体制冷芯片2和散热铜片3、风扇4和用于检测雪崩光电二极管的温度的热敏电阻5；其特征在于：所述固定座1上设有用于放置热敏电阻5的安放孔6、用于安装半导体制冷芯片2的安放曲面7和用于固定安装雪崩光电二极管的螺纹孔8；所述安放曲面7上设有导热硅胶片；所述热敏电阻5为PT100热敏电阻，所述半导体制冷芯片2为5级制冷半导体制冷芯片；所述固定座1的底面和半导体制冷芯片2的顶面之间通过所述ST0903导热粘接胶密封连接；所述半导体制冷芯片2的底面通过所述ST0903导热粘接胶密封连接在散热铜片3的上表面；所述ST0903导热粘接胶由ST0903A胶和ST0903B胶按照体积比2:1的比例均匀混合配制而成；所述风扇4通过相适配的螺栓和螺帽安装在散热铜片3的下表面。所述ST0903导热粘接胶为已知材料，又称为“ST0903环氧导热粘接胶”，ST0903导热粘接胶为其通用名称。