[实用新型]一种方便拆装的密封制冷盒及光纤过孔密封连接器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单光子探测装置，具体是一种放置APD的制冷盒。

背景技术

目前单光子探测器领域最主要的器件还是雪崩光电二极管（APD），它是光探测领域中使用的光伏探测器元件，其主要功能就是将光信号转换成电信号输出，因为APD的灵敏度高、高增益和响应速度快的特点，成为光通信中的首选信号探测器件。雪崩光电二极管（APD）其最大的优点是具有放大效应，由它制成的光探测器具有很高的灵敏度，一般可比PIN光探测器的灵敏度高10-20dB。雪崩光电二极管也有缺点：第一，它会产生一种新的噪声——雪崩噪声；第二，在常温下APD内的热运动剧烈，会产生暗计数，影响光子的正常接收；第三，其工作电压受环境温度影响很大，在常温下需要的工作电压会很高，而在低温下则很低。为了减少APD的暗计数，降低其工作电压，APD需要在低温无光的环境下工作，温度至少需要达到-50℃的温度；通常将APD置于一密封性较好的制冷盒装置中，在其中采用制冷组件，例如温差电致冷组件（TEC），来对APD进行制冷，通过温控电路实现APD局部恒温，如实用新型201020014582.6中描述。现有的制冷盒装置中，作为通常设置，制冷盒的侧壁上设有将APD转换后的射频信号输出的射频信号连接器以及对制冷盒内部的制冷组件提供控制信号的控制信号连接器，并且制冷组件上连接有散热器。

目前，市场上绝大部分的APD的输入端都已将光纤直接耦合进入APD内部，且APD的光纤尾管的另一端接有光纤跳线头；在单光子探测器中使用时，将APD置于制冷盒内部，但其光纤尾管有一部分连同光纤跳线头是在制冷盒外部。由于单光子探测器在生产过程中面临着大量的调测工作，故所用的APD需要经常进行拆装更换，为了兼顾制冷盒的密封性要求，通常的设计是在制冷盒的上盖与侧壁间留出光纤凹槽，使APD的光纤尾管通过凹槽穿过制冷盒侧壁，同时在凹槽内放上侧面开缝的密封胶圈，以便于包裹光纤尾管，使光纤尾管穿过密封胶圈。但是，这种方法下APD的光纤尾管的走线并不十分顺畅，由于APD安装于制冷盒中央位置，APD输入端的光纤尾管延伸到制冷盒的侧壁后弯折向上至制冷盒的侧壁上沿，从上盖与侧壁间的光纤凹槽引出，由于光纤尾管不可避免地产生弯折，从而影响到了光信号的传输，导致探测效率降低；并且光纤弯折还会影响其使用寿命，这样探测器的稳定性也难以保证。另外，此种方法的密封效果并不理想，外界环境的热量很容易通过密封胶圈处的缝隙传入到制冷盒内部。

此外，对于多通道的单光子探测器，如果在一个制冷盒内放置两个或者两个以上的APD，则雪崩噪声就会形成互相串扰，导致探测效率的降低，特别是对于高频（>1GHz）单光子探测器来说，不同通道的APD间的噪声串扰会非常的严重；为了减少噪声串扰对探测效率的影响，通常的做法是制作多个制冷盒，每个制冷盒内放置一个APD和一个制冷组件，这样不仅单光子探测器的成本很高，其体积也很大，不利于推广应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种使APD的光纤尾管走线顺畅，从而保证光信号的正常传输，提高探测效率，使探测器运行稳定可靠，并且方便拆装的制冷盒。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：一种方便拆装的密封制冷盒，包括内部装有APD的盒体（1）、制冷盒盖板（2）、散热器（3）、散热风扇（4）、射频信号连接器（6）以及控制信号连接器（7），制冷盒盖板（2）盖住盒体（1），散热器（3）固定在盒体（1）的下端，散热风扇（4）与散热器（3）固定在一起，射频信号连接器（6）以及控制信号连接器（7）分别固定在盒体（1）的外侧壁上，其改进之处在于：还包括光纤过孔密封连接器（5），所述的光纤过孔密封连接器（5）包括内锁紧螺母（13）、分成两半的分体式螺栓（14）、外锁紧螺母（16），所述分体式螺栓（14）包括位于其中轴的光纤过孔（18），所述光纤过孔（18）与位于盒体（1）内部的APD(25)的光纤尾管(24)同轴，分体式螺栓（14）穿过密封制冷盒体（1）的一侧壁(23)，APD(25)的光纤尾管(24)卡在所述光纤过孔（18）中，外锁紧螺母（16）和内锁紧螺母（13）分别拧紧在位于盒体（1）的外部和内部的分体式螺栓（14）上。

作为进一步优化的技术方案，所述光纤过孔密封连接器（5）还包括O型密封圈(15)，所述分体式螺栓（14）的中部具有一突出的挡圈(142)，所述分体式螺栓（14）上位于挡圈(142)内侧的位置设置有容置所述O型密封圈(15)的密封圈槽(17)，安装好后，O型密封圈(15)紧抵在挡圈(142)和盒体（1）的侧壁(23)之间。