快速扫描检测大面积光电器件的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种快速扫描检测大面积光电器件表面均匀性的装置和方法，装置主要用于对光电器件的均匀性进行快速扫描测试，包括光源装置以及定位架；光源装置包括驱动电源、多个子光源及多个导光件，驱动电源分别电连接各个子光源，驱动电源能依次点亮各个子光源；导光件是呈线状的定向导光件，导光件两端分别为接收端和输出端；各导光件接收端分别光连接一个光源；各导光件顺光电器件的表面间隔布置，导光件的位置信息代表被测样品表面的位置信息，且多个导光件出光方向对齐光电器件的表面法线。尤其适用于大面积的光电器件的均匀性快速扫描测试。

【技术实现步骤摘要】
快速扫描检测大面积光电器件的装置和方法
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快速扫描检测大面积光电器件的装置和方法。
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，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为现有技术中的光电器件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光电器件进行旋转，测试得到其均匀性。具体做法如下：例如先将一个8吋的光电器件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实现光电器件绕一水平轴线的转动，可以实现被测光电器件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，等光源驱动光电器件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。光电器件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。将上述光电器件和这个竖直旋转台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和被测的光电器件围绕垂向轴线转动一个角度，使被测光电器件对应这个固定不变的光源的位置发生变化，而光源61照射到被测光电器件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光电器件，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，平动待测光电器件样管；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到光电器件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光电器件，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光电器件，由于这种光电器件测试面积大，而且要求光纤输出端与光电器件表面精确匹配，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。并且由于大面积的光电器件质量，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光电器件的测量装置，尤其适用于大面积光电器件的扫描测量的快速扫描检测大面积光电器件表面均匀性的装置及方法。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，提供了一种快速扫描检测大面积光电器件的装置，其主要用于对大面积光电器件进行扫描检测，包括光源装置以及定位架；所述光源装置包括驱动电源、多个子光源及多个导光件；所述驱动电源分别电连接各个子光源，所述驱动电源能依次点亮各个子光源；所述导光件是呈线状的定向导光件，所述导光件两端分别为接收端和输出端；各所述导光件接收端分别光连接一个所述子光源；所述定位架位于所述大面积光电器件端窗表面外；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头固定于所述定位架，各输出端光接头顺所述大面积光电器件的端窗表面间隔布置，各输出端光接头的位置逐一对应所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，且所述多个导光件出光方向对齐所述大面积光电器件的表面法线；在保持所述大面积光电器件静止情况下，利用所述光源装置以及所述定位架，依次点亮所述子光源，并通过各个所述导光件依次照射在所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，以此，对所述大面积光电器件进行扫描检测。根据本专利技术的一实施方式，其中所述大面积光电器件端窗表面具有第一周面方向以及第二周面方向，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；各输出端光接头的位置沿第一周面方向以及所述第二周面方向间隔排列。根据本专利技术的一实施方式，其中各所述子光源固定于一个光源固定件，各所述导光件的接收端均通过光接头接入所述光源固定件，各所述导光件的接收端与各所述子光源在光源固定件内一一对应光连接。根据本专利技术的一实施方式，其中所述驱动电源包括电源模块及一电耦合模块，所述电源模块提供一预定电压的脉冲信号，所述电耦合模块将所述脉冲信号输出至各个子光源其中一个，一远程主机闭环控制所述电源模块及电耦合模块。根据本专利技术的一实施方式，其中所述定位架通过一支架进行固定，所述子光源固定件固定于所述支架，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间隔地定位于所述支架上。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光源固定件是一个板件，所述光源固定件开设有多个安装孔，各所述子光源一一对应地装入各所述安装孔，各所述导光件的接收端均通过光接头接入各所述安装孔，各所述导光件的接收端光连接于各个所述子光源。根据本专利技术的一实施方式，其中所述光源固定件为一个金属板，是采用高导热系统的金属材质，以对各所述子光源进行散热，保证其受温度的影响较小，保持长期测试稳定性。根据本专利技术的一实施方式，其中所述子光源为发光二极管或者激光二极管或者可以被电流脉冲驱动的小型光源，可以直接和光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速扫描检测大面积光电器件的装置，其主要用于对大面积光电器件进行均匀性扫描检测，其特征在于，包括光源装置以及定位架；所述光源装置包括驱动电源、多个子光源及多个导光件；所述驱动电源分别电连接各个子光源，所述驱动电源能依次点亮各个子光源；所述导光件是呈线状的定向导光件，所述导光件两端分别为接收端和输出端；各所述导光件接收端分别光连接一个所述子光源；所述定位架位于所述大面积光电器件端窗表面外；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头固定于所述定位架，各输出端光接头顺所述大面积光电器件的端窗表面间隔布置，各输出端光接头的位置逐一对应所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，且所述多个导光件出光方向对齐所述大面积光电器件的表面法线；在保持所述大面积光电器件静止避光情况下，利用所述光源装置以及所述定位架，依次点亮所述子光源，并通过各个所述导光件依次照射在所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，以此，对所述大面积光电器件进行快速扫描检测。

【技术特征摘要】
1.一种快速扫描检测大面积光电器件的装置，其主要用于对大面积光电器件进行均匀性扫描检测，其特征在于，包括光源装置以及定位架；所述光源装置包括驱动电源、多个子光源及多个导光件；所述驱动电源分别电连接各个子光源，所述驱动电源能依次点亮各个子光源；所述导光件是呈线状的定向导光件，所述导光件两端分别为接收端和输出端；各所述导光件接收端分别光连接一个所述子光源；所述定位架位于所述大面积光电器件端窗表面外；各所述导光件的输出端安装有光接头，各输出端光接头固定于所述定位架，各输出端光接头顺所述大面积光电器件的端窗表面间隔布置，各输出端光接头的位置逐一对应所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，且所述多个导光件出光方向对齐所述大面积光电器件的表面法线；在保持所述大面积光电器件静止避光情况下，利用所述光源装置以及所述定位架，依次点亮所述子光源，并通过各个所述导光件依次照射在所述大面积光电器件端窗表面的各个待检测位置，以此，对所述大面积光电器件进行快速扫描检测。2.如权利要求1所述的快速扫描检测大面积光电器件的装置，其特征在于，所述大面积光电器件端窗表面具有第一周面方向以及第二周面方向，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；各输出端光接头的位置沿第一周面方向以及所述第二周面方向间隔排列，位置信息代表其被测面位置信息。3.如权利要求2所述的快速扫描检测大面积光电器件的装置，其特征在于，各所述子光源固定于一个光源固定件，各所述导光件的接收端均通过光接头接入所述光源固定件，各所述导光件的接收端与各所述子光源在光源固定件内一一对应光连接。4.如权利要求1所述的快速扫描检测大面积光电器件的装置，其特征在于，所述驱动电源包括电源模块及一电耦合模块，所述电源模块提供一预定电压的脉冲信号，所述电耦合模块将所述脉冲信号输出至各个子光源其中一个，一远程主机闭环控制所述电源模块及电耦合模块。5.如权利要求1所述的快速扫描检测大面积光电器件的装置，其特征在于，所述定位架通过一支架进行固定，所述光源固定件固定于所述支架，所述支架上还安装有一固定板，所述固定板将多个所述导光件间隔地定位于所述支架上。6.如权利要求5所述的快速扫描检测大面积光电器件的装置，其特征在于，所述光源固定件是一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，高峰，
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