大面积微通道板型光电倍增管测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供本一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置，该装置包括光源系统、电子学系统、暗室和计算机。光源系统通过积分球和一分多路光纤，将一个光源发出的光，均匀输送到多个光源转化装置，光源转化装置接收光纤的点光源，输出均匀的面光源，面光源照亮大尺寸光电倍增的全部阴极面；结合电子学系统和计算机测试软件实现同时测试多个大尺寸光电倍增管的整管性能。本发明专利技术能很好的完成大尺寸光电倍增管整管性能的批量测试工作，提高大尺寸光电倍增管测试环境与使用环境的符合性，以及批量测试效率，弥补点光源测试系统的局限性和基于点光源的扫描测试系统的效率低。

【技术实现步骤摘要】
大面积微通道板型光电倍增管测试装置
本专利技术涉及光电倍增管
，具体而言涉及一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置。
技术介绍
光电倍增管是一种将微弱的光信号转换为电信号的真空器件，广泛应用于光分析仪器、医疗仪器、石油测井、太空探测、高能物理、激光应用等领域。涉及到国民经济多个行业，尤其应用“神州飞船”、“神光III”、“紫外通信”、“小弹头”、“052导弹驱逐舰”、中微子探测等重要工程。随着中微子探测实验的增加，对大尺寸光电倍增管需求越来越大，尤其对20英寸的光电倍增管。由中国科学院高能物理研究所牵头的江门中微子探测试验，中心探测器需要20000只20英寸光电倍增管，日本超级神岗中微子探测试验将采用40000只20英寸光电倍增管作为重要探测器。在江门中微子探测试验的需求下，我国已经研究并建立了批量生产20英寸光电倍增管的生产线。当前我国生产的光电倍增管基本上都是小尺寸光电倍增管，小尺寸的光电倍增管传统上使用点光源测试，所用的设备自动化程度不高、技术含量较低、批量测试简单。大尺寸光电倍增管阴极面很大，从生产工艺上不能保证所有阴极面的性能是一致的，因此在点光源下测试的结果，只能代表受光点的性能，不能很好的反应整管的性能；大尺寸光电倍增管阴极到倍增极距离很大，电子从阴极聚焦到倍增极的过程中受地磁场影响很大，传统的光电倍增管测试装置无法准确测试大尺寸光电倍增管的性能；大尺寸光电倍增管体积大，传统的光电倍增管测试装置，测试空有限，无法实现大尺寸光电倍增管的批量测试。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置，解决传统光电倍增管测试装置不能很好的测试大尺寸光电倍增管的整管性能，受地磁场的影响无法准确测试大尺寸光电倍增管，测试空间限制无法实现大尺寸光电倍增管的批量测试问题。为达成上述目的，本专利技术提出一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置，包括光源系统、电子学系统、暗室、光电倍增管和计算机，其中：光源系统和待检测的光电倍增管安装于暗室里面，电子学系统和计算机安装于暗室外面，光源系统和光电倍增管分别通过高压电缆和信号电缆穿过暗室连接到电子学系统，电子学系统通过USB传输线或网线与计算机连接；所述暗室用于屏蔽外界光子、电磁波、地磁场，提供一个黑暗的测试环境；所述光源系统用于将一个光源发出的光，转化为多个均匀的面光源，每个面光源照亮一个光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增管的测试光源；所述电子学系统提供光电倍增管测试高压，接收并测量光电倍增管信号各种性能；所述计算机控制电子学系统测试参数的类型及测试设置，并读取电子学系统测试的参数值，经过测试软件的分析再现光电倍增管各参数测量值。进一步的实施例中，所述光源系统，包括LD光源、积分球、一分多路光纤以及光源转化装置，其中：LD光源安装在积分球的输入孔上，一分多路光纤的总头与积分球输出通道连接，一分多路光纤的输出分头与光源转化装置连接；通过积分球和一分多路光纤，将一个LD光源发出的光，均匀输送到多个光源转化装置，光源转化装置接收光纤的点光源，输出均匀的面光源，面光源照亮大尺寸光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增的测试光源；通过控制驱动LD光源的脉冲宽度和幅度以控制光源系统输出光的强度；通过改变光源转化装置的扩散板朝向，以输出不同方向的面光源；通过调节一分多路光纤的输出分头插入光纤夹具的深度，以调节面光输出光的强度，从而调节多个面光源之间输出光强的比例，按同比例光强输出或者按不同比例光强输出。进一步的实施例中，所述一分多路光纤的光纤材料为石英，从总头输入光后，光按比例分配到各输出分头，输入光变化时，各输出分头输出光也按同一比例变化，各输出分头输出的光强比例在0.9～1之间。一分多路光纤的总头与积分球输出通道连接，一分多路光纤的输出分头与光源转化装置的光纤夹具连接，光电倍增管安装在光源桶里面，正对着面光源，在多个测试光电倍增管中，有两个为标准管。进一步的实施例中，光源转化装置，包括光纤夹具、光源桶、挡光板、第一扩散板、第二扩散板、漫反射涂层，其中：所述光纤夹具固定在光源桶底部外测，与光源桶同轴，用于固定导光的光纤；挡光板固定于距桶底部100mm的内部，与光源桶同轴；第一扩散板固定于距桶底部300mm的内部，与光源桶同轴；第二扩散板固定于距桶底部400mm的内部，与光源桶同轴；漫反射涂层均匀涂在光源桶内表面、挡光板外表面。进一步的实施例中，光纤夹具中心通孔长度为30mm，孔径5.1mm，通孔内表面黑化，材料为硬铝；光源桶底部中心位置有一个5mm通孔30mm，桶材料为黑色塑料；漫反射涂层优选漫反射率高的材料，比如硫酸钡、硫酸镁、纳米扩散材料等。点光源通过光纤夹具的通孔和光源桶的通孔入射到光源桶里面，被正对着光源桶的通孔挡光板挡住，挡光板上的漫反射涂层将挡住的光向各个方向反射出去，反射出去的光经过涂在光源桶内表面的漫反射涂层再次被反射出去，经过多次漫反射后入射到第一扩散板上，进行1次体扩散，然后再经过两片扩散板直接的空间和漫反射涂层再次散射到第二扩散板上，进行2次体扩散，如此经过多次的漫反射和体扩散，入射光最后从第二扩散板外表面均匀照射到光电倍增管上。LD光源发出的光通过积分球和一分多路光纤，按比例的输送到多个光源转化装置，光源转化装置接收光纤的点光源，输出均匀的面光源，各光源转化装置输出的光强调通过调节一分多路光纤的输出分头插入光源转换装置的光纤夹具通孔中的深度，使各光源转化装置输出的光强一致，保证每个光电倍增测试光源的一致性，面光源照亮大尺寸光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增的测试光源。当LD光源发出的光变化时，各光源转化装置输出的面光源强度变化比例相同，被测光电倍增通过与标准管的比值不受影响，保证测试过程的准确性。进一步的实施例中，电子学系统，包括信号发生器、示波器、高压电源、NIM机箱、放大器、转换开关、VME机箱、QDC插件、TDC插件、Scaler插件、低阈甄别器和机柜，其中：高压电源安装在机柜底部，NIM机箱安装在机柜里的高压电源上方，放大器安装在NIM机箱里面，转换开关安装在机柜里的NIM机箱上方，VME机箱安装在机柜里的转换开关上方，QDC插件、TDC插件、Scaler插件和低阈甄别器安装在VME机箱里面，示波器安装在机柜里的VME机箱上方，信号发生器安装在机柜里的示波器上方；信号发生器两路同步脉冲信号，一路信号作为QDC插件、TDC插件的触发信号，另一路作为LD光源的驱动电压；示波器用于观察触发信号与光电倍增管信号，以及测试光电倍增管信号的上升、下降时间；NIM机箱用于放大器供电，放大器对光电倍增管信号进行放大；转换开关对不同光电倍增管之间的测试切换，同时可以切换信号进行放大或衰减。切换到放大器进行放大后输出两路相同信号，一路输入到QDC插件测试单光电子谱峰谷比、能量分辨率、探测效率；另一路输入到低阈甄别器，经过甄别后输出两路甄别信号，分别输送到Scaler插件测试暗计数率和TDC插件测试渡越时间涨落、前后脉冲比例；切换到放大器进行放大后输送到QDC插件测试动态范围；计算机软件采集各测试插件测试数据，实时在线展示数据并将测试数据分析出测试结果，使得测试员可以实时掌握测试情况，可以及时调整光电倍增管的测试状态，保证测试的准确性和安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置，其特征在于，包括光源系统、电子学系统、暗室、光电倍增管和计算机，其中：光源系统和待检测的光电倍增管安装于暗室里面，电子学系统和计算机安装于暗室外面，光源系统和光电倍增管分别通过高压电缆和信号电缆穿过暗室连接到电子学系统，电子学系统通过USB传输线或网线与计算机连接；所述暗室用于屏蔽外界光子、电磁波、地磁场，提供一个黑暗的测试环境；所述光源系统用于将一个光源发出的光，转化为多个均匀的面光源，每个面光源照亮一个光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增管的测试光源；所述电子学系统提供光电倍增管测试高压，接收并测量光电倍增管信号各种性能；所述计算机控制电子学系统测试参数的类型及测试设置，并读取电子学系统测试的参数值，经过测试软件的分析再现光电倍增管各参数测量值。

【技术特征摘要】
1.一种大面积微通道板型光电倍增管测试装置，其特征在于，包括光源系统、电子学系统、暗室、光电倍增管和计算机，其中：光源系统和待检测的光电倍增管安装于暗室里面，电子学系统和计算机安装于暗室外面，光源系统和光电倍增管分别通过高压电缆和信号电缆穿过暗室连接到电子学系统，电子学系统通过USB传输线或网线与计算机连接；所述暗室用于屏蔽外界光子、电磁波、地磁场，提供一个黑暗的测试环境；所述光源系统用于将一个光源发出的光，转化为多个均匀的面光源，每个面光源照亮一个光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增管的测试光源；所述电子学系统提供光电倍增管测试高压，接收并测量光电倍增管信号各种性能；所述计算机控制电子学系统测试参数的类型及测试设置，并读取电子学系统测试的参数值，经过测试软件的分析再现光电倍增管各参数测量值。2.根据权利要求1所述的大面积微通道板型光电倍增管测试装置，其特征在于，所述光源系统包括LD光源、积分球、一分多路光纤以及光源转化装置，其中：LD光源安装在积分球的输入孔上，一分多路光纤的总头与积分球输出通道连接，一分多路光纤的输出分头与光源转化装置连接；通过积分球和一分多路光纤，将一个LD光源发出的光，均匀输送到多个光源转化装置，光源转化装置接收光纤的点光源，输出均匀的面光源，面光源照亮大尺寸光电倍增的全部阴极面，作为光电倍增的测试光源；通过控制驱动LD光源的脉冲宽度和幅度以控制光源系统输出光的强度；通过改变光源转化装置的扩散板朝向，以输出不同方向的面光源；通过调节一分多路光纤的输出分头插入光纤夹具的深度，以调节面光输出光的强度，从而调节多个面光源之间输出光强的比例，按同比例光强输出或者按不同比例光强输出。3.根据权利要求2所述的大面积微通道板型光电倍增管测试装置，其特征在于，所述一分多路光纤的光纤材料为石英，从总头输入光后，光按比例分配到各输出分头，输入光变化时，各输出分头输出光也按同一比例变化，各输出分头输出的光强比例在0.9～1之间，一分多路光纤的总头与积分球输出通道连接，一分多路光纤的输出分头与光源转化装置的光纤夹具连接，光电倍增管安装在光源桶里面，正对着经过光源转化装置后面照射，在多个测试光电倍增管中，有两个为标准管。4.根据权利要求2所述的大面积微通道板型光电倍增管测试装置，其特征在于，光源转化装置，包括光纤夹具、光源桶、挡光板、第一扩散板、第二扩散板、漫反射涂层，其中：所述光纤夹具固定在光源桶底部外测，与光源桶同轴，用于固定导光的光纤；挡光板固定于距桶底部100mm的内部，与光源桶同轴；第一扩散板固定于距桶底部300mm的内部，与光源桶同轴；第二扩散板固定于距桶底部400mm的内部，与光源桶同轴；漫反射涂层均匀涂在光源桶内表面、挡光板外...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国瑞，钱森，司曙光，孙建宁，刘术林，李珅，金真，李冬，任玲，邵爱飞，胡松，曹宜起，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53