本實用新型涉及光電倍增管技術(shù)領域,尤其涉及一種3吋光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng)。
背景技術(shù):
光電倍增管是一種把微弱光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒓右苑糯蟮碾娬婵掌骷?。其廣泛應用于醫(yī)療成像,光子計數(shù),高能物理等領域。
中微子是組成自然界的最基本的粒子之一,中微子有大量謎團尚未解開。如中微子磁矩,反中微子,中微子振蕩等方面,這些謎團的揭開可能會給基礎物理學帶來新的突破,意義重大。
中微子與其他物質(zhì)的相互作用十分微弱,幾乎可自由穿過地球,號稱宇宙間的“隱身人”??茖W界從預言它的存在到發(fā)現(xiàn)它,用了20多年的時間。其探測難度非常大。而用光電倍增管組成的探測陣列探測中微子產(chǎn)生的切倫科夫輻射光是一種有效的探測方法。所謂切倫科夫輻射是指當帶電粒子在介質(zhì)中穿行時,其速度超過光在介質(zhì)中的速度υ時就會發(fā)生切倫科夫輻射,發(fā)出切倫科夫光。當中微子束穿過水中時,與水原子核發(fā)生核反應,生成高能量的負μ子。由于負μ子在水中的速度超過了水中的光速,所以它在水中會發(fā)生“切倫科夫效應”,輻射出所謂的“切倫科夫光”。這種光具有確定的方向性。因此用高靈敏度的光電倍增列陣將“切倫科夫光”全部收集起來就探測到了中微子束?,F(xiàn)有3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng)的光陰極面積小、時間特性不佳,不能較好地應用于中微子探測。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實用新型提供了一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng),解決上述技術(shù)問題。
本實用新型采用的技術(shù)手段如下:一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng),包括玻璃外殼、光電陰極、聚焦極和第一倍增極,所述玻璃外殼為蘑菇形,其上部為橢球形、下部為圓筒形,所述玻璃外殼上部沿長軸方向外徑為3吋;所述聚焦極固定于所述玻璃外殼內(nèi)部;所述第一倍增極為盒狀、設于所述聚焦極下方;所述光電陰極貼合所述玻璃外殼內(nèi)頂壁,其頂部中心與所述聚焦極的距離為38mm;位于所述聚焦極周邊的玻璃外殼內(nèi)壁上設有導電膜,所述導電膜連接所述光電陰極。
進一步,所述聚焦極焊接有定位彈片,所述定位彈片焊接于所述玻璃外殼下部。
進一步,所述第一倍增極側(cè)面為梯形。
進一步,所述光電陰極的曲率半徑為49mm。
本實用新型的有益效果是,本實用新型的一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng),設計蘑菇形的玻璃外殼、盒狀的第一倍增極,結(jié)合聚焦極的設計以及3吋的玻璃外殼,使得本實用新型具有更大的探測面積,具有更好的時間特性渡越時間彌散小到3ns,且具有良好的收集效率,收集效率可達95%。本實用新型適配合適的電子倍增器可以做成完整的3吋光電倍增管。
附圖說明
圖1為本實用新型的一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1.玻璃外殼、2.光電陰極、3.導電膜、4.聚焦極、5.第一倍增極、6.定位彈片。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本實用新型,并非用于限定本實用新型的范圍。
如圖1所示,一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng),包括玻璃外殼1、光電陰極2、聚焦極4和第一倍增極5,所述玻璃外殼1為蘑菇形,其上部為橢球形、下部為圓筒形,所述玻璃外殼1上部沿長軸方向外徑為3吋;所述聚焦極4焊接有定位彈片6,所述定位彈片6焊接于所述玻璃外殼1下部,通過與玻璃外殼1的機械壓力作用起固定聚焦極4的作用,且固定效果較好。所述第一倍增極5為盒狀、設于所述聚焦極4下方,所述第一倍增極5具有優(yōu)良的收集效率與增益;所述光電陰極2貼合所述玻璃外殼1內(nèi)頂壁,光電陰極2的頂部中心與所述聚焦極4的距離為38mm;所述光電陰極2的曲率半徑為49mm,上述設置進一步提高其收集效率;位于所述聚焦極4周邊的玻璃外殼1內(nèi)壁上設有導電膜3,所述導電膜3具有很好的光電轉(zhuǎn)換效率,所述導電膜3連接所述光電陰極2。上述設置,使得所述系統(tǒng)具有較大的探測面積、具有較高的收集效率。所述第一倍增極5側(cè)面為梯形,進一步提高其電子接受效率。
工作原理:光電陰極2與導電膜3處于同一電勢U1,聚焦極4與第一倍增極5處于更高的電勢U2,U2>U1,這兩個電勢邊界電勢在玻璃外殼1內(nèi)共同形成一個電子光學輸入系統(tǒng),在適當?shù)氖占铀匐妷?如U2-U1>150伏特時)可以高效的將光電陰極2逸出的電子聚焦到第一倍增極5上,同時由于玻璃外殼1結(jié)構(gòu)與聚焦極4結(jié)構(gòu),使得其具有良好的時間特性與單光電子分辨率。
綜上所述,本實用新型的一種3吋的光電倍增管電子光學輸入系統(tǒng),設計蘑菇形的玻璃外殼1,利用盒狀的第一倍增極5,結(jié)合聚焦極4的設計以及3吋的玻璃外殼1,使得本實用新型具有更大的探測面積,具有更好的時間特性渡越時間彌散小到3ns,且具有良好的收集效率,收集效率可達95%。本實用新型適配合適的電子倍增器可以做成完整的3吋光電倍增管。可較好地應用于中微子探測領域。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。