[发明专利]具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统

说明书

本发明公开一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统，壳体的容置腔内准直器与硅漂移探测元件连接；放大器与硅漂移探测元件电连接，用于放大硅漂移探测元件的输出信号；陶瓷基座与硅漂移探测元件连接，设置于硅漂移探测元件远离准直器的一侧；其中，陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，绝压传感器和温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；制冷器设置于陶瓷基座远离硅漂移探测元件的一端，用于对壳体内部进行温度保持；合理设计绝压传感器和温度传感器的安装位置，在不增加整体设计体积，并保证内部构造不发生结构干涉的情况下，提供具有自检漏以及温度控制功能的硅漂移探测器。

技术领域

本发明涉及硅漂移探测器技术领域，尤其涉及一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统。

背景技术

硅漂移探测器（SDD）因其能量分辨率高在高能物理与航天航空领域具有特殊的地位，比如用于大型加速装置的顶点探测器或者脉冲星导航的探测器系统。同时，由于其灵敏度高、计数率高，在工业、医疗和安全检测等领域也有广泛应用，比如光谱仪、无损检测、工业探伤等。它的主要结构是一块低掺杂的高阻硅，其背面辐射入射处有一层很薄的突变结，正面的掺杂电极设计成间隔很小的同心环状条纹，形成多个漂移环，反转偏置场在电极间逐步增加，形成平行表面的电场分量。在耗尽层中，电离辐射产生的电子受该电场驱动，向极低电容的收集阳极“漂移”，形成电脉冲，即形成计数信号，在探测微弱信号方面具有很高的灵敏度。SDD采用半导体封装工艺安装在自动温控制冷器上，降低环境温度对微弱信号探测效率的影响，并通过Be窗过滤杂光信号的影响。

SDD的工作效能也受到其内部温度和气密性的影响，但是现有结构无法在硅漂移探测器内部实时监控其气密性状况和温度状况，因此对于硅漂移探测器的数据准确度都没法有效保障，并且缺少有利的监控手段使得不利于日常维护。

发明内容

针对现有技术中，不能对SDD结构内部进行气密性监控和温度监控的问题；本申请提供一种技术方案进行解决。

为实现上述目的，本发明提供一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，包括壳体，壳体形成有入射窗口，所述入射窗口用于放射线入射；在所述壳体的容置腔内还设置有：

硅漂移探测元件，第一表面与所述入射窗口对应设置；

准直器，与所述硅漂移探测元件连接，且设置于第一表面靠近所述入射窗口的一侧；

放大器，与所述硅漂移探测元件电连接，用于放大所述硅漂移探测元件的输出信号；

陶瓷基座，与所述硅漂移探测元件连接，设置于所述硅漂移探测元件远离所述准直器的一侧；其中，所述陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，所述凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，所述绝压传感器和所述温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；

制冷器，设置于所述陶瓷基座远离所述硅漂移探测元件的一端，用于对所述壳体内部进行温度保持。

作为优选所述准直器为准直圆环结构，且所述准直圆环结构的外环边设置有一个或多个缺口，所述缺口内设置有所述温度传感器或所述绝压传感器。

作为优选，所述准直器靠近所述入射窗口的一侧还设置有隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片在硅漂移探测元件上的正投影面积小于或等于所述准直器在硅漂移探测元件上的正投影面积。

作为优选，所述陶瓷基座为氮化硼陶瓷基座或氮化硅陶瓷基座；所述硅漂移探测元件贴装于所述陶瓷基座的表面，且所述陶瓷基座的边缘还设有多个电极焊点，所述电极焊点与所述硅漂移探测元件和所述放大器电连接，且电极焊点还连接有引出线，所述引出线用于向外界输出信号，且向所述硅漂移探测器元件提供工作电压。

作为优选，所述绝压传感器和所述温度传感器的输出端通过所述电极焊点向外界输出压力信号和温度信号；