一种光子探测器以及光子探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光子探测器以及光子探测系统，光子探测器包括：一柱体，该柱体两端贯通，该柱体的材料为导体，且该柱体接地；一氟化镁窗口，安装在该柱体的一端，并遮盖该端的通孔；一单晶窗口，安装在氟化镁窗口靠近该柱体一侧的相对侧；一结构件，安装在该柱体的另一端，该结构件与该柱体的该另一端紧密结合，结构件具有一通孔与该柱体的内腔相通；阳极端，设置在该柱体的内腔中，并通过该结构件的通孔与外部连接；以及冷却管，安装在该柱体的外侧，以用于冷却该单晶窗口；其中，当该光子探测器处于工作状态，该柱体的内腔为密封状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种光子探测器以及光子探测系统，光子探测器包括：一柱体，该柱体两端贯通，该柱体的材料为导体，且该柱体接地；一氟化镁窗口，安装在该柱体的一端，并遮盖该端的通孔；一单晶窗口，安装在氟化镁窗口靠近该柱体一侧的相对侧；一结构件，安装在该柱体的另一端，该结构件与该柱体的该另一端紧密结合，结构件具有一通孔与该柱体的内腔相通；阳极端，设置在该柱体的内腔中，并通过该结构件的通孔与外部连接；以及冷却管，安装在该柱体的外侧，以用于冷却该单晶窗口；其中，当该光子探测器处于工作状态，该柱体的内腔为密封状态。【专利说明】一种光子探测器以及光子探测系统
本专利技术涉及光子探测
，尤其涉及一种光子探测器以及光子探测系统。
技术介绍
反光电子能谱技术是非常强大的实验技术对于探测固体内部和表面的电子量子数。它可以直接探测固体表面区域的电子结构，在凝聚态物理、化学化工、材料工程等领域具有重要的地位。相比于其他的表面技术，是探测表面非占据态电子结构最直接和最有力的方法。相比于测量占据态电子结构的光电子能谱技术，反光电子谱效率要低大约三个数量级，所以具有高分辨率的高灵敏度的探测器是实现反光子能谱测量的重要部分。现有的光子探测器往往分辨率较低，并且一种探测器只能探测一种或几种固定的分辨率。而分辨率较高且可变的光子探测器,往往价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光子探测器以及光子探测系统，用以解决现有的低成本光子探测器，分辨率较底也固定的问题。本专利技术一种光子探测器，包括:一柱体，该柱体两端贯通，该柱体的材料为导体，且该柱体接地；一氟化镁窗口，安装在该柱体的一端，并遮盖该端的通孔；一单晶窗口，安装在氟化镁窗口靠近该柱体一侧的相对侧；一结构件，安装在该柱体的另一端，该结构件与该柱体的该另一端紧密结合，结构件具有一通孔与该柱体的内腔相通；阳极端，设置在该柱体的内腔中，并通过该结构件的通孔与外部连接；以及冷却管，安装在该柱体的外侧，以用于冷却该单晶窗口 ；其中，当该光子探测器处于工作状态，该柱体的内腔为密封状态。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该结构件包括:一双面法兰，安装在该柱体的该另一端上，法兰面正对该柱体的该另一端，该双面法兰具有反应气体入口以及反应气体出口 ；一刀口法兰，与该双面法兰密封固定，两法兰面紧密贴合，该刀口法兰的中心具有一穿心孔，一中心接柱密封设置在该穿心孔内，该中心接柱为绝缘材料，该阳极端穿过该中心接柱引入该柱体内。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该单晶窗口在9.69eV处具有一截止边。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，还包括:一绝热支架，该绝热支架成环状，并与该柱体的该端固定；一冷却环，设置在该绝热支架上，该绝热支架将该冷却环与该柱体热隔离，该单晶窗口安装在该冷却环上。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该冷却管的部分管体环绕该单晶窗口，该冷却管的两端分别连接该刀口法兰，该刀口法兰具有冷却气体循环的输入和输出口。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该阳极端为钨丝。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，传感器，安装在该冷却环上，以测定该冷却环的温度。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该单晶窗口的材料为氟化锶，该柱体内冲入丙酮气以及惰性气体。根据本专利技术光子探测器的一实施例，其中，该光子探测器工作在真空腔体内。本专利技术还揭示了一种光子探测系统，其包括光栅，光源，电源，信号读出计数装置，示波器以及上述的光子探测器；其中，光栅用于对光源发出的光进行单色化处理，该信号读出计数装置能够对该光子探测器的阳极段施加高压，并通过该阳极端对信号进行提取，以及对提取的信号进行读出计数。光子探测系统还包括一冷却管控制器，用于改变该冷却管的冷却温度进而改变该单晶窗口的截止边。综上所述，本专利技术的光子探测器通过改变单晶窗口的温度调整光子探测器的分辨率,并且分辨率较高，且成本较低。解决了现有的光子探测器低成本探测器往往分辨率较低，且相对固定。而分辨率较高且可变的光子探测器，又往往价格昂贵的矛盾。【专利附图】【附图说明】图1所示为本专利技术光子探测器的一实施例的分解示意图；图2所示为本专利技术光子探测器的一实施例的示意图；图3所示为本专利技术光子探测器的分解简图；图4所示为光子探测器另一侧面的视图；图5所示为光子探测器的剖视的示意图；图6所示为光子透过率与光子能量之间的关系图；图7所示为本专利技术光子探测系统的结构图；图8所示为阳极丝获取脉冲信号波形图；图9所示为单晶窗口在不同截止边的计数结果曲线图。【具体实施方式】图1所示为本专利技术光子探测器的一实施例的分解示意图，图2所示为本专利技术光子探测器的一实施例的示意图，图3所示为本专利技术光子探测器的分解简图，图4所示为光子探测器另一侧面的视图，图5所示为光子探测器的剖视的示意图；如图1-5所示，本专利技术光子探测器，包括:柱体2，氟化镁窗口 7，单晶窗口 1，刀口法兰3，双面法兰4以及冷却管6。参考图1-5所示，柱体2为导体材料制成，其两端贯通，柱体2接地，作为光子探测器的阴极端。柱体2的一端固定有一绝热支架8，绝热支架8安装在柱体2的外侧，绝热支架8成中空的环状。氟化镁窗口 7安装柱体2内侧，并遮盖柱体2此端的通孔。冷却环9设置在绝热支架8上。单晶窗口 I设置在冷却环9上，并遮盖冷却环9的中心通孔。绝热支架8将柱体2与单晶窗口 I热隔离。双面法兰4设置在柱体2的另一端，其法兰面正对该端。刀口法兰3与双面法兰4的法兰面相互密封固定，双面法兰4与柱体2可以通过真空焊密封连接。刀口法兰3的中心具有一通孔，一绝缘的中心接柱13固定在通孔内，中心接柱13的材料可以为聚四氟乙烯。中心接柱13具有一穿孔，阳极丝14通过穿孔进入柱体2的内部。冷却管6的两端分别连接在双面法兰4上，冷却管6自双面法兰4伸出，并围绕冷却环9的外围设置，形成近似的环状部分10，以用于对冷却环9进行冷却。冷却管6的管体上设置有绝热环11，以避免冷却管6的部分管体向柱体2传冷。如图4所示，双面法兰4上设置有与柱体2内腔相通，用于气体进出的的孔41。孔41用于向柱体2内引入反应气体以及惰性气体，孔41与外界的连接可以通过设置阀门实现(未图示)。当然孔41也可以设置为分开的进气孔以及出气孔。另外，在参考图4，双面法兰4上还设置有与冷却管6相通的冷却气体的冷却进气口 43与冷却出气口 42。当然，在气体探测器工作工程中，应保持柱体2的内部处于密封状态。如图1-5所示，更进一步说明光子探测器结构的较佳实施例。柱体2的内腔可以抛光处理。刀口法兰3的通孔的直径可以为10mm，通孔中心的中心接柱13为高50mm和直径IOmm的聚四氟乙烯塑料柱，并封接到刀口法兰3的通孔。绝热支架8以及冷却环9的中心通孔的直径可以为大约20mm。氟化镁窗口的直径可是30mm，厚度可以为1mm。而阳极丝14可以为一钨丝。参考图1-5，说明光子探测器的工作原理。氟化锶的单晶窗口 I在常温状态下的通过率截止边可以在9.69eV,即在边9.69eV附近，随着光子能量的增加，透过率迅速降低。这样能透过单晶窗口 I的光子能量小于9.69eV。图6所示为光子透过率与光子能量之间的关系图，如图6所示，单晶窗口 I在9.69eV处，有一个透过率陡降的截本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光子探测器，其特征在于，包括：一柱体，该柱体两端贯通，该柱体的材料为导体，且该柱体接地；一氟化镁窗口，安装在该柱体的一端，并遮盖该端的通孔；一单晶窗口，安装在氟化镁窗口靠近该柱体一侧的相对侧；一结构件，安装在该柱体的另一端，该结构件与该柱体的该另一端紧密结合，结构件具有一通孔与该柱体的内腔相通；阳极端，设置在该柱体的内腔中，并通过该结构件的通孔与外部连接；以及冷却管，安装在该柱体的外侧，以用于冷却该单晶窗口；其中，当该光子探测器处于工作状态，该柱体的内腔为密封状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树虎，洪才浩，赵屹东，耿东平，郑雷，唐坤，马陈燕，李华鹏，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11