本發(fā)明總體來說涉及光電器件的掃描測試技術,具體而言,涉及一種成本低且性能穩(wěn)定的大面積光電倍增管(pmt)的電耦合掃描測試裝置和方法。
背景技術:
在核電子學與核探測器領域,進行高能物理實驗、核電子學與核探測器研制過程中,會使用大量的大型光電器件,例如大面積光電倍增管(簡稱pmt)。雖然對于小型的光電倍增管,由于其有效面積有限,在使用中一般不考慮其有效面積的均勻性。但是很多測試表明,無論是平面的光陰極還是球面的光陰極,由于沒有采用轉移陰極系統(tǒng)進行光陰極的制備,所以其光陰極的均勻性,受到銻球排布位置和光陰極制備工藝的限制,不可能做得非常均勻。由此,光陰極的均勻性也是衡量評價光陰極性能好壞的一個關鍵參數(shù)。
現(xiàn)有技術中,對于小面積的球型端窗的光電倍增管pmt,其表面均勻性的掃描測試,可以通過簡單三維旋轉掃描平臺來實現(xiàn)。如圖1a及圖1b所示,圖1a及圖1b為現(xiàn)有技術中的pmt掃描測試裝置的示意圖。可以將光源61固定在立架上,通過兩個旋轉臺控制被測pmt進行旋轉,測試得到其均勻性。具體做法如下:
例如先將一個8吋的pmt水平安裝固定到一個豎直旋轉平臺62上,通過這個豎直旋轉臺62實現(xiàn)pmt繞一水平軸線的轉動,可以實現(xiàn)被測pmt圍繞其中心軸實現(xiàn)緯線圈的旋轉,對應于基本不動的光源,可以做到同一緯線圈內不同點的線掃面測試。即這個旋轉臺62每旋轉一個角度后停止,等光源驅動pmt發(fā)生光電轉換后產生光電信號,然后通過相關的電子學系統(tǒng)獲取電脈沖信號,完成單點測試。pmt在旋轉臺的控制下旋轉一周,完成單一緯線的數(shù)據(jù)掃描測試。
將上述pmt和這個豎直旋轉臺62,再整體安裝到一個水平旋轉臺63,該水平旋轉臺63圍繞一垂向軸線旋轉,可通過水平旋轉臺63帶動豎直旋轉 臺62和被測的pmt圍繞垂向軸線轉動一個角度,使被測pmt對應這個固定不變的光源的位置發(fā)生變化,而光源61照射到被測pmt上的具體緯度發(fā)生變化,由此光源61照射另外一個緯度,進而通過旋轉豎直旋轉臺62,完成這個緯度線圈對應的緯線掃描測試。
重復上述步驟,可以實現(xiàn)對8吋球形樣管的均勻性掃描,其掃描測試的結果如圖2a及圖2b所示。
而對于小型平面端窗的光電倍增管pmt,其表面均勻性的掃描測試,可以通過簡單的二維掃描平臺來實現(xiàn)。通過x軸(水平軸線)和y軸(垂直軸線)兩維平動,來實現(xiàn)對平面均勻性的掃描測試??梢允枪潭ü庠矗絼哟郎ypmt樣管;也可以是固定待測樣管,平動光源,進行掃描可得出測試結果如圖2c所示。
若該光電倍增管表面曲率半徑與此處表面到水平旋轉臺63軸心的距離不同(通常是不同的),豎直旋轉臺62轉動而進行緯度位置變化時,將會導致光源61到pmt表面的距離和入光角度不同,這需要手動調整光源61的位置與角度,通常是拆裝后再重新安裝,之后再通過精確測量進行定位。而這種操作難免出現(xiàn)距離和入光角的誤差,由于是高精度的光電倍增管,測試光線可能會控制在單光子級,這種誤差將導致各緯度測試數(shù)據(jù)依據(jù)的條件有實質區(qū)別,將直接影響光陰極的均勻性判讀。
并且,對于更大面積的大型球形或者橢球形pmt,由于其質量和體積較大,使得使用如圖1a、圖1b所示方案掃描測試此款大面積均勻性的可能性較低。不但待測樣管質量較大,其大體積對應的大體積的安裝平臺和配重,將會超出一般旋轉平臺的承重條件,使得旋轉平臺不能正常工作或者被損壞。
針對大型球形或者橢球形pmt,由于這種pmt測試面積大,而且要求光纖輸出端與pmt表面精確匹配,以保證輸出的光線在出光量與角度上保持穩(wěn)定,確保測試的準確性。所以,現(xiàn)有的測試操作方式中,還需要操作人員對此進行反復校正出光量與角度。并不能實現(xiàn)自動化地快速測試。
同時,上述掃描原理是,每旋轉一個角度,測試一個點,然后再旋轉,再測試,以此類推。測試期間每次旋轉臺的旋轉都會比較耗時間,效率低下。并且由于大面積的pmt質量,還有可以在測試時產生晃動,極大的影響測試結果的準確性。
在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解,因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。
技術實現(xiàn)要素:
在發(fā)明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念,這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征,更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術的至少一種缺陷,提供一種可適用各種面積的pmt的測量裝置,尤其適用于大面積pmt的掃描測量的大面積pmt的電耦合掃描測試裝置。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用如下技術方案:
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種大面積pmt的電耦合掃描測試裝置,其主要用于對pmt的均勻性進行掃描測試,包括旋轉平臺、電耦合裝置以及定位架;所述pmt安裝于所述旋轉平臺上,所述旋轉平臺能驅動所述pmt旋轉;所述電耦合裝置包括驅動電源、多個光源及多個導光件;所述驅動電源分別電連接各光源,所述驅動電源能依次點亮各光源;所述導光件是呈線狀的定向導光件,所述導光件兩端分別為接收端和輸出端;各所述導光件接收端分別光連接一個所述光源;所述定位架通過一支架進行固定,所述定位架位于所述pmt端窗表面外;各所述導光件的輸出端安裝有光接頭,各輸出端光接頭固定于所述定位架,各輸出端光接頭順所述pmt的表面間隔布置,所述輸出端光接頭順一第一周面方向排布,所述pmt旋轉中,所述pmt外表面順一第二周面方向旋轉,所述第一周面方向與所述第二周面方向相交;且所述多個導光件出光方向對齊所述pmt的表面法線。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述第一周面方向與所述第二周面方向垂直相交,或所述第一周面方向與所述第二周面方向之間夾角為銳角。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中各所述光源固定于一光源盒內,各所述導光件的接收端均通過光接頭接入所述光源盒,所述光源盒固定于所述支架或所述定位架。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述驅動電源包括電源模塊及一電耦合模塊,所述電源模塊提供一預定電壓的脈沖信號,所述電耦合模塊將所述脈沖信號輸出至各光源其中一個,一遠程主機閉環(huán)控制所述電源模塊及電耦合模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述光源盒固定于所述支架,所述支架上還安裝有一固定板,所述固定板將所述多個導光件間隔地定位于所述支架上。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中還包括一固定架,所述固定架安裝于所述旋轉平臺上,并且所述固定架與所述旋轉平臺同心設置,所述固定架與所述pmt相匹配,所述pmt能固定安裝于所述固定架內。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述光源盒固定于所述定位架,所述導光件整體位于所述光源盒內,所述光源盒外形匹配所述pmt端窗表面形狀,所述定位架位于所述光源盒兩側,所述光源盒通過所述定位架固定所述支架。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述驅動裝置為步進馬達。
根據(jù)本發(fā)明的一實施方式,其中所述光源為發(fā)光二極管led,或者激光二極管ld。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,一種大面積pmt的電耦合掃描測試的方法,提供一電耦合掃描測試裝置,其包括旋轉平臺、電耦合裝置以及定位架;
所述旋轉平臺能驅動所述pmt旋轉;
所述電耦合裝置包括多個光源以及多個導光件,所述多個導光件用于對應地將各所述光源的發(fā)出的光線傳輸至所述pmt的表面,各光源能依次點亮;
所述大面積pmt的電耦合掃描測試方法包括以下步驟:
測量步驟:各光源能依次點亮,各導光件依次將光線傳輸至所述pmt的表面,并收集測試數(shù)據(jù),以完成所述pmt一條經度或緯度方向的測試;
旋轉步驟:所述旋轉平臺驅動所述pmt旋轉,將所述pmt的另一條經度或緯度位置對齊所述多個導光件;之后重復前述測量步驟;
反復重復上述步驟,以完成對所述pmt的測試。
由上述技術方案可知,本發(fā)明的大面積pmt的電耦合掃描測試裝置和方法的優(yōu)點和積極效果在于:
本發(fā)明的旋轉平臺配合電耦合裝置使用,可以測量多種pmt,尤其對于大面積的pmt的有較佳的效果,適用范圍較廣,并且其結構簡單。在實際使用時,大面積pmt可以豎直安裝在旋轉平臺上,可以實現(xiàn)對質量和體積巨大的pmt的均勻性掃描測試,并且不需要配重部件或者專門的pmt固定架,操作安裝簡單。
利用電耦合裝置控制多個光源進行依次點亮,并利用與光源一一對應的光纖傳導至pmt表面,測試中光源部件并不存在物理上的移動,能避免移位誤差或動力裝置帶來的震動。只要保證光源的同一性即可保證實驗測試的精度。可更低成本的達成試驗目的。
附圖說明
通過結合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明,本發(fā)明的各種目標、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解,并非一定是按比例繪制。在附圖中,同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中:
圖1a及圖1b為現(xiàn)有技術中的pmt掃描測試裝置的示意圖。
圖2a、圖2b及圖2c為現(xiàn)有技術中的pmt掃描測試裝置的掃描結果的示意圖。
圖3是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt的電耦合掃描測試裝置的立體示意圖。
圖4是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種電耦合裝置的示意圖。
圖5是根據(jù)一示例性實施方式示出的光源盒內部結構的示意圖。
圖6a及圖6b是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種定位架的示意圖。
圖7是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt掃描測試裝置的掃描測試示意圖。
圖8是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt掃描測試裝置的掃描測試結果的示意圖。
1.旋轉平臺;
2.電耦合裝置;
21.驅動電源
211.電源模塊;
212.電耦合模塊;
22.導光件;
221.接收端;
222.輸出端;
23.光源盒;
231.光源;
24.電源線;
3.支架;
31.固定板;
32.固定桿;
4.固定架;
5.定位架;
61.光源;
62.豎直旋轉臺;
63.水平旋轉臺;
100.固定平板;
l1.第一周面方向;
l2第二周面方向;
pmt.光電倍增管。
具體實施方式
現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而,示例實施方式能夠以多種形式實施,且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反,提供這些實施方式使得本發(fā)明將全面和完整,并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構,因而將省略它們的詳細描述。
在下文的描述中,給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而,對于本領域技術人員來說顯而易見的是,本發(fā)明可以無需一個 或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中,為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆,對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
圖3是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt的電耦合掃描測試裝置的立體示意圖。圖4是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種電耦合裝置的示意圖。圖5是根據(jù)一示例性實施方式示出的光源盒內部結構的示意圖。圖6a、圖6b是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種定位架的示意圖。
如圖3所示,本發(fā)明實施例的一種大面積pmt的電耦合掃描測試裝置,其主要用于對pmt的均勻性進行掃描測試,pmt具體是指光電倍增管。而大面積pmt的電耦合掃描測試裝置,其主要包括旋轉平臺1、電耦合裝置2、支架3、固定架4及定位架5。待測的pmt可轉動地安裝于旋轉平臺1上,旋轉平臺1能驅動待測的pmt旋轉。
旋轉平臺1具體可以為具有高精度的自動旋轉平臺。高精度旋轉平臺1需要具有至少20公斤的承重能力,因為待測樣管pmt和固定架4具有一定的質量。并且旋轉平臺1還可選擇具有相對應的控制器。旋轉平臺1具體可以包括一空氣軸承及一動力裝置,動力裝置可選擇為高精度的步進電機,以此提高其旋轉精度。在實際使用過程中,旋轉平臺1具體可以安裝于一固定平板100上,或者也可以直接固定的安裝到一光學平臺上,總之應該保證旋轉平臺1的穩(wěn)定性。最后可以將待測的pmt固定安裝于旋轉平臺1上,并且兩者應當同心安裝,由旋轉平臺1驅動pmt沿軸線進行旋轉。這里旋轉平臺1選擇是平放于固定平板100,旋轉平臺1可帶動pmt和固定架4繞一垂直軸線旋轉。如此可避免pmt和固定架4的重力影響旋轉精度,能保證旋轉動作的精度,而且不受其它外力影響。
然而本領域技術人員應該理解的是,旋轉平臺1并非必須固定于固定平板100上或者一光學平臺上,其也可以固定于其它裝置上,只要保證旋轉平臺1的平衡性以及穩(wěn)定性即可。
于本發(fā)明的一實施例中,還可以將旋轉平臺1的控制器與一遠程主機連接。通過遠程主機來控制旋轉平臺1按照設定的程序,進行旋轉以及暫停的動作。并且配合電耦合裝置2,再與其它電子學系統(tǒng)協(xié)同取數(shù),以完成對大面積pmt均勻性的掃描測試。
如圖3、圖4及圖5所示,于本發(fā)明的一實施例中,電耦合裝置2可主要包括驅動電源21、多個導光件22及光源盒23。驅動電源21電連接光源盒23,多個導光件22從光源盒23中接出。光源盒23中安裝有多個光源231。
驅動電源21可包括電源模塊211及一電耦合模塊212,電源模塊211可提供一預定電壓的脈沖信號,脈沖信號可提供給多路電源線24,也可以提供給一路電源線24。電耦合模塊212可將此脈沖信號輸出至光源盒23中多個光源231其中一個,可利用一遠程主機閉環(huán)控制電源模塊211及電耦合模塊212。借此,驅動電源21能依次點亮各光源231。電耦合模塊212核心器件是一款具有程控功能的單片機,通過軟件程序控制多個led光源的順序依次點亮,然后通過多根分立的導光件將對應的光依次順序傳到被測pmt的表面,完成線掃描。
導光件22是呈線狀的定向導光件,導光件22兩端分別為接收端221和輸出端222。各導光件22接收端221可通過光接頭分別光連接一個光源231。應當理解的是,導光件22可選擇是一種由玻璃或塑料制成的纖維,可作為光傳導工具,傳輸原理是光的全反射。由于一般光源發(fā)出光線是發(fā)散的,利用纖維狀導光件便可定向輸入光線,之后經導光件22傳輸便可在輸出端定向輸出光斑,輸出時發(fā)散性較小。光連接是指光源的光線通過連接裝置或連接機構連接輸入至導光件22內,光連接方式可為本領域常用技術手段。
光源231具體可以采用發(fā)光二極管led或激光二極管ld作為發(fā)光光源使用,使用led或激光二極管ld作為光源231,主要考慮其功耗低、壽命長,而且安全性較強,可以有效提高本發(fā)明實施例的使用壽命。另一方面,可以使用一信號產生器來驅動光源231發(fā)光。還可通過更換光源231變換不同波長光源,從紫外波段到紅外波段的任意波長的led,實現(xiàn)對不同光陰極靈敏度的光電器件的測試。通過調節(jié)加載電壓還可以改變出光量,以適于各種不同的pmt的掃描測試。本領域技術人員應當清楚的是,光源231也可以是其它類型的光源,本發(fā)明并不限定其具體類型。例如,有機發(fā)光二極管oled、量子點光源、或者其它半導體發(fā)光器件;光源可以是各種自然(天然)光源和人造光源,可以是寬光譜、單色光、快速光源。包括能自動精確調節(jié)的各種光源或不能自動精確調節(jié)的各種光源,例如太陽、碳弧燈、白熾 燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈、led燈、激光器等??蛇x擇利用外部光源以導光件從外部向光源盒內導入。
導光件22接收端221以及輸出端222上均安裝有光接頭。導光件22的接收端221上通過光接頭安裝于光源盒23上,而導光件22的輸出端222的光接頭可順待測的pmt的表面間隔的設置,并且將導光件22的出光方向對齊待測的pmt的表面法線。輸出端222光接頭可順一第一周面方向l1排布。pmt旋轉時,pmt的外表面可順一第二周面方向l2旋轉,并且第一周面方向l1與第二周面方向l2相交。
于本發(fā)明的一實施例中,第一周面方向l1與第二周面方向l2垂直相交,或第一周面方向l1與第二周面方向l2之間夾角為銳角。第一周面方向l1具體可以是待測的pmt外表面的經線或者緯線。而第二周面方向l2同樣也可以是待測的pmt外表面的經線或者緯度線。參照圖3所示,舉例來講,第一周面方向l1為待測的pmt的經線。而旋轉平臺1則是沿第二周面方向l2旋轉,即沿待測的pmt的緯線方向驅動待測的pmt進行旋轉,兩者垂直相交,以方便根據(jù)經緯度定位方法,將測試結果與pmt表面上的物理位置進行快速匹配。
所述第一周面方向l1與第二周面方向l2之間夾角為銳角的實施例,是指,第一周面方向l1可繞水平軸線旋轉,雖第一周面方向l1與第二周面方向l2垂直相交具有更好的定位和操作便利,但第一周面方向l1可繞水平軸線旋轉后,利用第一周面方向l1與第二周面方向l2之間夾角為銳角,可縮小所測多個緯線間的間距,并會產生一定偏移。如此,便可選擇在多個角度進行測試,并通過將多個角度上的測試結果進行迭代校驗,以形成像素更密集的測試結果,還能大幅提升測試精度。當然,這種情形下,應保證各輸出端222光接頭至pmt表面的間距均相等。
如圖3所示,電耦合裝置2主體設置于支架3上,以避免電耦合裝置2產生的磁場影響pmt測試精度。并且支架3上還安裝有一固定板31,固定板31將多個導光件22固定于支架3上,以避免各導光件在使用時,發(fā)生各異性彎曲的情況,進一步的提高本發(fā)明實施例的測量的準確性。支架3具體可以為采用金屬或塑料材質制成,例如可以采用鐵、不銹鋼或者鋁合金材質制成。支架3可以由多個固定桿32組成,固定桿32上形成有安裝位,其底 部可通過常用連接件與固定平板100固定連接,固定桿32側面上可設多個通槽,以便于上述裝置通過連接件進行固定和定位。固定桿32可選擇為實驗室常用的支架,在此不再詳細贅述。本發(fā)明并不限定固定桿32具體數(shù)量。實際使用時,可以將支架3固定安裝于一固定平板100上或者光學平臺上,設置支架3不僅可以增加電耦合裝置2的穩(wěn)定性,而且還可以有效提高掃描測試的準確性,另一方面由于對pmt的掃描測試需在無光的環(huán)境下進行,因此支架3還可以用于支撐屏敝罩。還可以使本發(fā)明的實施例整體結構簡單,易于使用。應當理解的是,并非本發(fā)明的所有實施方式中都必須具有支架3,在其它實施方式中也可以不包含支架3。
本實施例中導光件22以光纖為例,其中光纖的固定是非常關鍵的,要求在整個測試過程中,光纖的彎曲程度不能再發(fā)生任何變化。平臺搭建完成后,考慮到電耦合裝置中每個led光源的發(fā)光特性差異、與每根光纖耦合的細微差異及各光纖性能參數(shù)的不一致,需首先對每根光纖的出射光強進行刻度。調節(jié)led光源加載電壓,使得從led發(fā)光,經過光纖耦合,光纖傳導后的光強基本一致;依次切換至各根光纖,使用功率計或光電探測器件測量相應光纖出射光強,完成對所有光纖的測量后,計算各測量值比例,記錄下以用于對光電倍增管掃描結果進行修正。
于本發(fā)明的一實施例中,還包括一固定架4,固定架4安裝于旋轉平臺1上,并且固定架4與旋轉平臺1同心設置,固定架4與pmt相匹配,pmt能固定安裝于固定架4內;所述電耦合裝置2固定于所述固定架4外側。固定架4具體也可以采用與上述支架3相同的材質制成,其具體的材質有多種選擇因此不在詳細說明。固定架4可以固定的安裝于旋轉平臺1上,由旋轉平臺1驅動固定架4旋轉,并且兩者為同心旋轉,固定架4與旋轉平臺1的連接方式可以采用多種方式,本領域技術人員可以根據(jù)實際情況自行選擇。應當理解的是,由于待測的pmt的本身具有多種形狀,因此固定架4具體的形狀應當對應于待測的pmt設計。如圖3所示,本實施例中的固定架4對應于待測的pmt而設計為一個類似于漏斗的形狀,以用于固定待測的pmt。
圖6a、圖6b是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種定位架的示意圖。請結合參照圖3、圖4所示,于本發(fā)明的一實施例中,支架3的上還安裝有一定位架5,定位架5與pmt相匹配,多個輸出端222光接頭依次固定于定位 架5上,定位架5的形狀以保證多個輸出端222光接頭至pmt表面的距離均相等。定位架5具體可以采用如上述支架3的材質制成,本發(fā)明并不限制其具體的材質。具體來說,定位架5設置于支架3的兩個固定桿32之間,并且位于上述待測的pmt表面上方,并且與之相匹配。另外由于pmt的形狀本身也不固定,因此定位架也并非固定形狀。如圖所示,本實施例中定位架5為圓弧狀,主要為匹配pmt端窗表面形狀,導光件22的輸出端222通過光接頭依次固定于定位架5上。
另外一實施例中光源盒23還可與定位架5集成為一體,可將此光源盒制作為圓弧狀,多個光源可間隔的排布在其中,并且,這種光源盒內側可形成有多個出光孔,可利用定向導光件(例如光纖)通過該出光孔向外導出光線,這些導光件同樣通過光接頭分別與各光源光連接。如此,可避免因光纖長度過長,每條光纖材質或形狀的影響導光性能。而且這種情形下,定位架5只要設置于光源盒23兩側即可。
如圖3所示,本發(fā)明實施例中pmt為豎直的設置于旋轉平臺1上,旋轉平臺1沿一豎直方向的軸線旋轉,帶動pmt繞垂線旋轉以完成pmt的掃描測量。然而本領域技術人員應當理解的是,本發(fā)明并不限定于上述掃描測試的方式。在其它的實施方式中,例如還可以旋轉平臺1旋轉90度,其它各組件也對應旋轉平臺1而設置,pmt也可以水平的設置于旋轉平臺1上,而此時旋轉平臺1沿垂直方向旋轉,帶動pmt沿垂直方向轉動以完對pmt的掃描測量。
本發(fā)明還提供一種大面積pmt的電耦合掃描測試的方法,提供一電耦合掃描測試裝置,其包括旋轉平臺1、電耦合裝置2以及支架3;旋轉平臺1能驅動待測的pmt旋轉;多個導光件22用于將光源231的發(fā)出的光線依次傳輸至待測的pmt的表面;
大面積pmt的電耦合掃描測試方法包括以下步驟:
測量步驟:多個導光件22依次將光源231發(fā)出的光線傳輸至待測的pmt的表面,并通過電子學系統(tǒng)收集測試數(shù)據(jù),以完成待測的pmt一條經度或緯度方向的測試;
旋轉步驟:旋轉平臺1驅動待測的pmt旋轉,將待測的pmt的另一條經度或緯度位置對齊多個導光件22,多個導光件22依次將光源231傳輸至待測的pmt的表面;
反復重復上述步驟,以完成對pmt的測試。
以下將結合附圖,對本發(fā)明的大面積pmt的電耦合掃描測試方法,詳細說明如下。圖7是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt掃描測試裝置的掃描測試示意圖。圖8是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種大面積pmt掃描測試裝置的掃描測試結果的示意圖。
于本發(fā)明的一實施例中,導光件選擇為光纖以進行示例說明,光纖的數(shù)量可以設置為10根,并且編號為①~⑩,其中一個可作為備用。在實際測量時,多路led光源(目前設計維9路)在電耦合機構內部電路產生的多路脈沖信號驅動下,發(fā)出滿足測試要求的光。此時,每一個led光源①~⑨分別對應光纖①~⑨,在led光源被驅動脈沖光源點亮后,可以將發(fā)出的光信號通過對應的光纖傳輸?shù)奖粶y試pmt的表面。在電耦合機構內,設置有單片機,單片機可以控制這九路led的發(fā)光時間和發(fā)光順序。
首先,第一個led①被點亮發(fā)光,其光信號通過對應的光纖①,被傳送到圖3所示的pmt的第一個緯線位置,然后開啟電子學等測試系統(tǒng),完成這個點的測試。
然后,電耦合模塊內的單片機通過程序,關閉led燈①,點亮led燈②,其光信號通過對應的光纖,被傳送到圖3所示的pmt的第二個緯線位置,然后開啟電子學等測試系統(tǒng),完成這個點的測試。
電耦合模塊內的單片機通過程序,順序控制led等從①號到⑨號,依次點亮,每次點亮后穩(wěn)定一段時間,然后在這段時間內啟動相關電子學系統(tǒng),完成對應點的數(shù)據(jù)測量。
等完成了上述九個點的數(shù)據(jù)測量后,完成了一次線掃描測試,等待旋轉平臺將pmt旋轉一個新的位置,然后再進行依次點亮,依次測試,構成一個經線掃描測試流程。
整個裝置的工作流程或者測試原理如下:
第一步:將待測大面積pmt安裝到pmt固定架上,此時,pmt固定架已經位于高精度自動旋轉平臺上,兩者保持同心安裝。
第二步:在光纖①~⑨排成一排,對應被測pmt表面位置某區(qū)域(九根光纖排成一排位于相同的經線位置,每根光纖對應的緯度不同),開啟電耦合模塊內的單片機,通過程序控制led光源①~⑨依次分別點亮,同時在每一個led燈點亮后,啟動相應的電子學測試系統(tǒng),測試被測pmt表面相同經度的不同緯度點單元的均勻性,由此得到一條經線掃描測試結果。
第三步:開啟高精度自動旋轉平臺,按照設定程序,將其帶動被測pmt旋轉一定角度后,暫停旋轉,重復步驟二,完成另外一個扇區(qū)的掃描。
第四步:重復第三步,完成整個pmt表面積的掃描測試。
測試中,電耦合裝置2控制多個導光件的出光順序并非限制為順序出光,為了避免一導光件的出光會對鄰近區(qū)域造成影響的情形下,可選擇將導光件出光順序調整為間隔出光,或調整為兩端的導光件交替漸進出光??傊龉忭樞蚩梢佬枰M行設定,只需要將此出光順序與電子學系統(tǒng)采集的各點的測試信號進行匹配即可。
另外一種實施方式可以是,在光源固定的情況下,例如①號光源接通時,光源可選擇常亮或是閃亮等方式。此時通過旋轉平臺驅動pmt連續(xù)旋轉一周,可以完成不同經度對應扇區(qū)內,同一緯度對應的面積單元的連續(xù)掃描測試。旋轉平臺轉動的角度可以依據(jù)掃描的疏密程度來設定。然后電耦合裝置進行變換,使②~⑨光源依次點亮,依次完成pmt的各緯度面積的掃描測試,最后將掃描測試的結果與上述步驟1中的掃描測試結果進行校驗。以此,保證測試精度。
綜上所述,本發(fā)明的大面積pmt的掃描測試裝置及方法的優(yōu)點和積極效果在于:
本發(fā)明的旋轉平臺配合電耦合裝置使用,可以測量多種pmt,尤其對于大面積的pmt的有較佳的效果,適用范圍較廣,并且其結構簡單。在實際使用時,大面積pmt可以豎直安裝在旋轉平臺上,可以實現(xiàn)對質量和體積巨大的pmt的均勻性掃描測試,并且不需要配重部件或者專門的pmt固定架,操作安裝簡單。
利用電耦合裝置控制多個光源進行依次點亮,并利用與光源一一對應的光纖傳導至pmt表面,測試中光源部件并不存在物理上的移動,能避免移位 誤差或動力裝置帶來的震動。只要保證光源的同一性即可保證實驗測試的精度??筛统杀镜倪_成試驗目的。
電耦合裝置可使用一高精度發(fā)光信號同時驅動多個光源,利用可編程控制器對光源的點亮進行閉環(huán)控制,將相同的光通過不同位置的光纖,傳到被測pmt的不同位置,進而實現(xiàn)不同位置的均勻性測試,由于多個光纖固定的排布,在掃描測試前,只需要依次刻度不同光纖的出光效率,得到歸一化的刻度系數(shù),就可以將多根光纖的出光當作相同的數(shù)據(jù)來使用,以進一步提高本發(fā)的測量的準確性。
應理解,以上描述的多個示例可沿多個方向(如傾斜、顛倒、水平、垂直,等等)并且以多個構造被利用,而不背離本發(fā)明的原理。附圖中示出的實施例僅作為本發(fā)明的原理的有效應用的示例而被示出和描述,本發(fā)明并不限于這些實施例的任何具體的細節(jié)。
當然,一旦仔細考慮代表性實施例的以上描述,本領域技術人員就將容易理解,可對這些具體的實施例做出多種改型、添加、替代、刪除以及其他變化,并且這些變化在本發(fā)明的原理的范圍內。因此,前面的詳細描述應被清楚地理解為是僅以說明和示例的方式來給出的,本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權利要求書及其等同物限定。