[发明专利]一种一体式的窄边框光电探测器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种一体式的窄边框光电探测器及其制作方法，可用于微光探测、粒子探测与核辐射探测等领域，解决了现有技术中真空光电探测器件圆形结构难以提高有效探测面积比，且微通道板电子倍增器组件采用焊接，因绝缘垫片过薄，导致绝缘性变差的技术问题。该一体式的窄边框光电探测器包括阴极窗、光电阴极、微通道板电子倍增器、绝缘管壳、电荷收集阳极、电极引线以及铟封槽。同时，本发明还提出了一体式的窄边框光电探测器的制作方法，具有探测效率高、有效探测面积比大、结构紧凑、易加工制作等优点。

技术领域

本发明属于光电探测成像技术领域，具体涉及一种具有大有效探测面积且便于制作的微通道板型光电探测器，可用于微光探测、粒子探测与核辐射探测等领域。

背景技术

光电探测成像技术是将光信号转换为电信号探测的一种技术，在国民经济的各个领域有广泛用途。微通道板是由许多微小通道组成的玻璃薄片，每个通道相当于一个独立的电子倍增器，对电子信号倍增放大，从而能够探测微弱信号，且具有快速时间响应和二维空间分辨能力。典型的光电探测器像增强器和快响应光电倍增管都是以微通道板为核心部件制作而成，在微光探测领域发挥着重要作用。像增强器和光电倍增管都是电真空器件，电真空工艺复杂，尤其是小间距的陶瓷与金属高气密性封接困难(焊接漏率通常需＜1E-11Pa·m³/s)，致使其成活率较低，成本较高。对于某些特殊要求的方形、大有效面积的光电倍增管，现有技术中的圆形结构难以提高有效探测面积比。

中国专利CN107389187B公开了一种位敏阳极探测器及其制作方法，其微通道板型光电倍增管和像增强器的管壳采用多层陶瓷环和金属环封接的方式制作，其中金属环与微通道板电极环和阴极、阳极/荧光屏的电极环通过点焊连接，用于给微通道板和阴极、阳极/荧光屏供电，陶瓷环用于将各电极环绝缘隔开。为了获得高时空分辨，陶瓷环的厚度(即金属环的间距)应越小越好，但受限于工艺加工难度，陶瓷环厚度目前只能做到1mm左右，通常为2mm以上，陶瓷环过薄加工时容易断裂。另外在与金属环焊接时，需要先将陶瓷环两端进行金属化，不可避免地会降低其绝缘性，导致耐高压性能变差。为了在有效空间内探测到尽可能多的信号，需要大有效探测面积比，即陶瓷环和金属环的端面宽度应越窄越好，但是宽度越小，陶瓷环和金属环之间焊接越困难，气密性越难保证。光电倍增管比像增强器里多一片微通道板，相应地封接面也增加，漏率更高，制作方形光电倍增管难度更大。

发明内容

为了解决现有技术中真空光电探测器件圆形结构难以提高有效探测面积比，且微通道板电子倍增器组件采用焊接，因绝缘垫片过薄，导致绝缘性变差的技术问题；本发明提供了一种一体式的窄边框光电探测器及其制作方法。本发明具有探测效率高、有效探测面积比大、结构紧凑、易加工制作等优点。

本发明的技术解决方案是：

一种一体式的窄边框光电探测器，包括阴极窗1、光电阴极2、微通道板电子倍增器3、绝缘管壳4、电荷收集阳极5、电极引线6以及铟封槽7；

所述阴极窗1设置在绝缘管壳4上端，与绝缘管壳4构成真空密封腔室；光电阴极2设置在阴极窗1的下表面；微通道板电子倍增器3位于真空密封腔室内，与绝缘管壳4固定连接；

其特征在于：

所述电荷收集阳极5设置在绝缘管壳4的底面401上，其阳极插针502通过设置在底面401上的阳极插针孔501伸出绝缘管壳4；

电极引线6一端与微通道板电子倍增器3连接，另一端从底面401穿过，伸出真空腔室，与外部供电电源连接；电极引线6与底面401上的电极引线孔601真空密封封接；

所述绝缘管壳4为凹槽状的长方体或正方体或圆柱体，由底面401及侧面402组成一体式结构；侧面402上设置有卡槽403，所述微通道板电子倍增器3与绝缘管壳4通过卡槽403卡接连接；

所述微通道板电子倍增器3的横截面为与绝缘管壳4形状相适配的长方形、正方形或圆形；