[发明专利]用于光电倍增管的自动扩张聚焦极及光电倍增管

说明书

技术领域

本发明涉及微通道板型光电倍增管技术领域，具体而言涉及一种用于光电倍增管的自动扩张聚焦极及光电倍增管。

背景技术

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极的尺寸限制而难以获得较大的收集效率。

发明内容

本发明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聚焦极及具有该聚焦极的光电倍增管。

本发明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，本发明提出一种用于光电倍增管的自动扩张聚焦极，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极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极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极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，所述聚焦极的外径小于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，所述聚焦极的外径大于175mm。

进一步的实施例中，所述底板为金属底板

根据本发明的公开，还提出一种具有自动扩张聚焦极的光电倍增管，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极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，所述自动扩张聚焦极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极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；