一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置和方法，装置主要用于对PMT的均匀性进行扫描测试，包括旋转平台以及光耦合装置；PMT可转动地安装于旋转平台上，旋转平台能驱动PMT旋转；光耦合装置包括一光源、多个导光件、一导光架及一驱动装置，各导光件的接收端通过光接头固定于导光架；驱动装置驱动导光架或光源移动，以带动光源可选择性光连接各导光件的接收端；各导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头顺PMT的表面间隔布置，输出端光接头顺一第一周面方向排布，PMT旋转中，PMT外表面顺一第二周面方向旋转，第一周面方向与第二周面方向相交；且多个导光件出光方向对齐PMT的表面法线。尤其适用于大面积的PMT的扫描测试。

Large area PMT optical coupling scanning test device and method

The invention discloses a large area PMT optical coupling scanning apparatus and method of testing device is mainly used for testing the uniformity of PMT scanning, including rotating platform and optical coupling device; PMT is rotatably mounted on a rotating platform, a rotating platform can drive PMT rotation; optical coupling device includes a light source, a plurality of guide light, a light guide frame and a driving device, receiving the light guide member end through the optical connector is fixed on the light guide frame; driving device to drive the light source rack or mobile, in order to drive the light source can be selective receiving optical connecting the light guide member; the output of the light guide member is provided with the joint. The output end of the optical joint surface spaced along PMT, the output end of the optical connector arrangement along a first peripheral surface direction, PMT rotation, the outer surface of PMT along a second circumferential direction of rotation of the first peripheral surface direction and second circumferential direction The surface normals of the PMT are aligned in the direction of light output of a plurality of light guiding pieces. It is especially suitable for scanning test of large area PMT.

【技术实现步骤摘要】
一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置和方法
本专利技术总体来说涉及光电器件的扫描测试技术，具体而言，涉及一种成本低且性能稳定的大面积PMT的光耦合扫描测试装置和方法。
技术介绍
在核电子学与核探测器领域，进行高能物理实验、核电子学与核探测器研制过程中，会使用大量的大型光电器件，例如大面积光电倍增管(简称PMT)。虽然对于小型的光电倍增管，由于其有效面积有限，在使用中一般不考虑其有效面积的均匀性。但是很多测试表明，无论是平面的光阴极还是球面的光阴极，由于没有采用转移阴极系统进行光阴极的制备，所以其光阴极的均匀性，受到锑球排布位置和光阴极制备工艺的限制，不可能做得非常均匀。由此，光阴极的均匀性也是衡量评价光阴极性能好坏的一个关键参数。现有技术中，对于小面积的球型端窗的光电倍增管PMT，其表面均匀性的扫描测试，可以通过简单三维旋转扫描平台来实现。如图1A及图1B所示，图1A及图1B为现有技术中的PMT扫描测试装置的示意图。可以将光源61固定在立架上，通过两个旋转台控制被测PMT进行旋转，测试得到其均匀性。具体做法如下：例如先将一个8吋的PMT水平安装固定到一个竖直旋转平台62上，通过这个竖直旋转台62实现PMT绕一水平轴线的转动，可以实现被测PMT围绕其中心轴实现纬线圈的旋转，对应于基本不动的光源，可以做到同一纬线圈内不同点的线扫面测试。即这个旋转台62每旋转一个角度后停止，等光源驱动PMT发生光电转换后产生光电信号，然后通过相关的电子学系统获取电脉冲信号，完成单点测试。PMT在旋转台的控制下旋转一周，完成单一纬线的数据扫描测试。将上述PMT和这个竖直旋转台62，再整体安装到一个水平旋转台63，该水平旋转台63围绕一垂向轴线旋转，可通过水平旋转台63带动竖直旋转台62和被测的PMT围绕垂向轴线转动一个角度，使被测PMT对应这个固定不变的光源的位置发生变化，而光源61照射到被测PMT上的具体纬度发生变化，由此光源61照射另外一个纬度，进而通过旋转竖直旋转台62，完成这个纬度线圈对应的纬线扫描测试。重复上述步骤，可以实现对8吋球形样管的均匀性扫描，其扫描测试的结果如图2A及图2B所示。而对于小型平面端窗的光电倍增管PMT，其表面均匀性的扫描测试，可以通过简单的二维扫描平台来实现。通过X轴(水平轴线)和Y轴(垂直轴线)两维平动，来实现对平面均匀性的扫描测试。可以是固定光源，平动待测PMT样管；也可以是固定待测样管，平动光源，进行扫描可得出测试结果如图2C所示。若该光电倍增管表面曲率半径与此处表面到水平旋转台63轴心的距离不同(通常是不同的)，竖直旋转台62转动而进行纬度位置变化时，将会导致光源61到PMT表面的距离和入光角度不同，这需要手动调整光源61的位置与角度，通常是拆装后再重新安装，之后再通过精确测量进行定位。而这种操作难免出现距离和入光角的误差，由于是高精度的光电倍增管，测试光线可能会控制在单光子级，这种误差将导致各纬度测试数据依据的条件有实质区别，将直接影响光阴极的均匀性判读。并且，对于更大面积的大型球形或者椭球形PMT，由于其质量和体积较大，使得使用如图1A、图1B所示方案扫描测试此款大面积均匀性的可能性较低。不但待测样管质量较大，其大体积对应的大体积的安装平台和配重，将会超出一般旋转平台的承重条件，使得旋转平台不能正常工作或者被损坏。针对大型球形或者椭球形PMT，由于这种PMT测试面积大，而且要求导光件输出端与PMT表面精确匹配，以保证输出的光线在出光量与角度上保持稳定，确保测试的准确性。所以，现有的测试操作方式中，还需要操作人员对此进行反复校正出光量与角度。并不能实现自动化地快速测试。同时，上述扫描原理是，每旋转一个角度，测试一个点，然后再旋转，再测试，以此类推。测试期间每次旋转台的旋转都会比较耗时间，效率低下。并且由于大面积的PMT质量，还有可以在测试时产生晃动，极大的影响测试结果的准确性。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可适用各种面积的PMT的测量装置，尤其适用于大面积PMT的扫描测量的大面积PMT的光耦合扫描测试装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其主要用于对PMT的均匀性进行扫描测试，其特征在于，包括旋转平台以及光耦合装置；所述PMT可转动地安装于所述旋转平台上，所述旋转平台能驱动所述PMT旋转；所述光耦合装置包括一光源、多个导光件、一导光架及一驱动装置，各所述导光件的接收端通过光接头固定于所述导光架；所述驱动装置驱动所述导光架或光源移动，以带动所述光源可选择性光连接各所述导光件的接收端；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头顺所述PMT的表面间隔布置，所述输出端光接头顺一第一周面方向排布，所述PMT旋转中，所述PMT外表面顺一第二周面方向旋转，所述第一周面方向与所述第二周面方向相交；且所述多个导光件出光方向对齐所述PMT的表面法线。根据本专利技术的一实施方式，其中所述导光架上的多个接收端光接头之间的距离相同，并且所述每个接收端光接头至所述导光架中心点的距离均相同。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光源与所述驱动装置连接，所述驱动装置能驱动所述光源围绕所述导光架的中心点旋转，借此所述光源选择性对齐耦合各接收端光接头。根据本专利技术的一实施方式，其中所述第一周面方向与所述第二周面方向垂直相交，或所述第一周面方向与所述第二周面方向之间夹角为锐角。根据本专利技术的一实施方式，其中还包括一支架，所述光耦合装置设置于所述支架上，并且所述支架上还安装有一固定板，所述固定板将所述多个导光件固定于所述支架上。根据本专利技术的一实施方式，其中还包括一固定架，所述固定架安装于所述旋转平台上，并且所述固定架与所述旋转平台同心设置，所述固定架与所述PMT相匹配，所述PMT能固定安装于所述固定架内；所述光耦合装置固定于所述固定架外侧。根据本专利技术的一实施方式，其中所述支架的上还安装有一固定导轨，所述固定导轨与所述PMT相匹配，所述多个输出端光接头依次固定于所述固定导轨上。根据本专利技术的一实施方式，其中所述驱动装置为步进马达。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光源为发光二极管，或者激光二极管。根据本专利技术的另一方面，一种大面积PMT的光耦合扫描测试的方法，其特征在于，提供一光耦合扫描测试装置，其包括旋转平台、光耦合装置以及支架；所述旋转平台能驱动所述PMT旋转；所述光耦合装置包括一光源以及多个导光件，所述多个导光件用于将所述光源的发出的光线依次传输至所述PMT的表面；所述大面积PMT的光耦合扫描测试方法包括以下步骤：测量步骤：所述多个导光件依次将光源传输至所述PMT的表面，并收集测试数据，以完成所述PMT一条经度或纬度方向的测试；旋转步骤：所述旋转平台驱动所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其主要用于对PMT的均匀性进行扫描测试，其特征在于，包括旋转平台以及光耦合装置；所述PMT可转动地安装于所述旋转平台上，所述旋转平台能驱动所述PMT旋转；所述光耦合装置包括一光源、多个导光件、一导光架及一驱动装置，各所述导光件的接收端通过光接头固定于所述导光架；所述驱动装置驱动所述导光架或光源移动，以带动所述光源可选择性光连接各所述导光件的接收端；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头顺所述PMT的表面间隔布置，所述输出端光接头顺一第一周面方向排布，所述PMT旋转中，所述PMT外表面顺一第二周面方向旋转，所述第一周面方向与所述第二周面方向相交；且所述多个导光件出光方向对齐所述PMT的表面法线。

【技术特征摘要】
1.一种大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其主要用于对PMT的均匀性进行扫描测试，其特征在于，包括旋转平台以及光耦合装置；所述PMT可转动地安装于所述旋转平台上，所述旋转平台能驱动所述PMT旋转；所述光耦合装置包括一光源、多个导光件、一导光架及一驱动装置，各所述导光件的接收端通过光接头固定于所述导光架；所述驱动装置驱动所述导光架或光源移动，以带动所述光源可选择性光连接各所述导光件的接收端；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头顺所述PMT的表面间隔布置，所述输出端光接头顺一第一周面方向排布，所述PMT旋转中，所述PMT外表面顺一第二周面方向旋转，所述第一周面方向与所述第二周面方向相交；且所述多个导光件出光方向对齐所述PMT的表面法线。2.如权利要求1所述的大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其特征在于，所述导光架上的多个接收端光接头之间的距离相同，并且所述每个接收端光接头至所述导光架中心点的距离均相同。3.如权利要求2所述的大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其特征在于，所述光源与所述驱动装置连接，所述驱动装置能驱动所述光源围绕所述导光架的中心点旋转，借此所述光源选择性对齐耦合各接收端光接头。4.如权利要求1所述的大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其特征在于，所述第一周面方向与所述第二周面方向垂直相交，或所述第一周面方向与所述第二周面方向之间夹角为锐角。5.如权利要求1所述的大面积PMT的光耦合扫描测试装置，其特征在于，还包括一支架，所述光耦合装置设置于所述支架上，并且所述支架上还安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，夏经铠，衡月昆，李楠，
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