检测器设备制造技术

本发明专利技术涉及一种检测器设备，检测器设备被配备以接收光和产生电信号，检测器设备具有包括光入射侧的光传感器，且具有冷却部件。根据本发明专利技术，可以提供：冷却部件在光传感器的光入射侧与光传感器直接接触和/或与承载光传感器的衬底直接接触。

【技术实现步骤摘要】
检测器设备
本专利技术涉及一种检测器设备，检测器设备被配备以接收光和产生电信号，检测器设备具有包括光入射侧的光传感器，且具有冷却部件。
技术介绍
以上描述的类型的检测器设备经常具有引起噪声的随温度变化的暗电流。通过冷却可以降低暗电流。DE102009036066A1公开了一种光电检测器，光电检测器包括导热地连接至检测器的冷却设备，特别是帕尔贴元件。为了避免冷凝物出现在光电检测器的表面上，传感器被设置用于确定关于环境相对湿度和环境露点温度的瞬时值。传感器连接至根据该值控制冷却设备的控制单元。该光电检测器具有以下优点：冷却没有被完全免除。然而，该光电检测器具有以下缺点：实际冷却输出限于较小幅度，即没有冷凝物出现的幅度。其最终结果是只能不充分地消除检测器噪声。相同的文件提及另一种检测器设备，其中检测器和冷却设备(典型地帕尔贴元件)，被封装入填充有干燥气体或者被抽空的气密的壳体。用该设备，冷却设备的余热可以被传送到导热地连接至冷却设备的冷却元件，和/或可以用于加热其他部件，例如壳体的入口窗。然而，该检测器设备被认为是不利的，因为气密封装是复杂的。实际上，在实践中已经发现该检测器设备具有甚至更多的缺点。特别地，冷却经常不是非常有效的。另外，当检测器必须处于与壳体不同的电势水平时，冷却被证明是特别困难的。在这种情况下，帕尔贴元件不能简单地布置在壳体与检测器之间。当光电子的加速预期发生在检测器内时，这种电势差通常是必要的。例如，从US5,508,740、US5,596,228或US4,833,889已知检测器设备，其中主动冷却设备分别设置在朝向远离光传感器的光入射侧的侧面上。这些检测器设备具有以下缺点：大部分冷却输出未使用和损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是描述一种进行可能更有效的冷却的检测器设备，特别是当使用处于与壳体不同的电势水平的检测器时。该目的通过检测器设备实现，检测器设备的特征在于：所述冷却部件在所述光传感器的光入射侧与所述光传感器直接接触和/或与承载所述光传感器的衬底直接接触。特别地对于光传感器和/或包括光传感器的检测器在危险的电压下被操作的实施例，但是也为了保护光传感器和/或下游电子部件(electronics)，有利地，可以提供：检测器设备包括壳体，和/或光传感器和冷却部件布置在壳体内。在很特别有利的实施例中，设置另一冷却部件，特别地在壳体内设置另一冷却部件。特别地，有利地，可以设置与所述冷却部件导热接触的另一冷却部件。有利地，特别有效的冷却可以通过以下事实而实现：通过冷却部件和/或另一冷却部件的光路被限定用于待检测的光。特别地，可以提供：冷却部件和/或另一冷却部件，例如以环状形式，包围待检测的光可到达的传感器表面。例如，可以提供：冷却部件和/或另一冷却部件包括通道，特别是通孔，通过该通道待检测的光传播到传感器。特别地，这里可以提供：孔被圆锥形地配备和/或被配备具有倾斜壁，以便使即使倾斜地入射到光传感器的表面的光也能够无障碍地通过冷却部件和/或另一冷却部件传播到光传感器。然而，也可以提供：冷却部件和/或另一冷却部件以两部件或多部件的方式被构造，该部件相对于彼此布置，使得留有间隙，用于待检测的光的光路通过该间隙延伸。有利地，所述另一冷却部件也可以被配备作为导热的电绝缘中间元件。特别地，如以下将进一步详细描述的，所述另一冷却部件可以被配备作为被动冷却部件，特别是作为被布置在检测器与主动冷却部件(例如帕尔贴元件)之间的散热环。在特定的实施例中，冷却部件被配备作为导热的电绝缘中间元件。这样的实施例具有以下特别的优点：热量可以被传导离开光传感器，甚至当光传感器处于例如相对于周围的壳体的不同的电压水平，特别是处于超过1000V、特别是超过2000V、特别是超过4000V、特别是大约8000V的电压水平时。特别地，这种导热的电绝缘中间元件可以被配备例如作为被动冷却部件，热传导通过所述被动冷却部件发生。在有利的实施例中，另一冷却部件还可以被布置，使得所述另一冷却部件与检测器的光传感器(例如光阴极)直接接触。可选地或另外地，也可以提供：另一冷却部件与承载光传感器(例如光阴极)的衬底直接接触。特别有效的冷却通过冷却部件和/或另一冷却部件与检测器的光传感器和/或与承载光传感器的衬底的直接接触而实现。特别地，这样的实施例具有以下优点：仅仅冷却实际上表现出随温度变化的噪声行为的部件。另外，有利地，对于这样的实施例，需要大体较低的冷却输出；当冷却部件和/或另一冷却部件被配备作为主动冷却部件(例如作为帕尔贴元件)时这是特别有利的。对于冷却部件和/或另一冷却部件被配备作为主动冷却部件的情况，有利的结果是也发生必须向外传输的较少的余热。在特定的实施例中，提供：所述光传感器和所述壳体通过所述冷却部件和/或所述另一冷却部件导热地连接，所述冷却部件和/或所述另一冷却部件与所述光传感器的接触面积小于所述冷却部件和/或所述另一冷却部件与所述壳体的接触面积。这样的实施例具有以下很特别的优点：一方面，保证了离开光传感器的特别良好的热传输，而另一方面，对光传感器的用于待检测的光的感光表面的自由访问被最轻度地限制。如已经提及的，有利地，所述冷却部件和/或所述另一冷却部件可以被配备作为主动冷却部件，特别是作为帕尔贴元件或作为热泵或作为热管。在很特别有利的实施例中，冷却部件被配备作为环状的帕尔贴元件。这样的实施例提供以下优点：用于待检测的光的光路可以延伸通过环的中心，这样在通过环状的帕尔贴元件时，光路大体与环状的帕尔贴元件的旋转对称轴同轴地被布置。在很特别有利的实施例中，所述冷却部件和/或所述另一冷却部件被布置使得所述冷却部件和/或所述另一冷却部件的余热加热至少所述壳体的入口窗和/或所述壳体的入口光学部件。这样的实施例具有以下很特别的优点：冷凝物不停留在入口窗的表面上或者入口光学部件(例如透镜或多个透镜的布置)的表面上。特别地当利用余热将入口窗或入口光学部件的表面的温度保持在高于露点时，该优点被确保。以特别有利的方式，可以提供：所述冷却部件和/或所述另一冷却部件被配备作为被动冷却部件，热流动通过所述被动冷却部件发生。如果被动冷却部件和/或另一被动冷却部件表现出良好的导热率，这是特别有利的，以便保证快速的热传输。有利地，就此而言，所述冷却部件和/或所述另一冷却部件表现出大于1W/mK、特别是大于10W/mK、特别是大于100W/mK、特别是大于500W/mK的导热率。在很特别有利的实施例中，被动冷却部件和/或另一被动冷却部件被成形和形成大小尺寸，使得它可以精确配合的方式且在最大可能的面积上与检测器设备的待冷却的部件、特别是与光传感器和/或与承载光传感器的衬底一致。由此，可实现特别良好的冷却。同样也类似地适用于冷却部件被配备作为主动冷却部件和/或另一冷却部件被配备作为另一主动冷却部件的情况。然而，冷却部件或另一冷却部件的配置始终有效，使得检测器的功能和/或检测器的部件的功能不会例如由于光路的遮蔽而被不利地损坏。在特别地当检测器和/或检测器的部件处于与壳体不同的电势水平时可用的很特别有利的实施例中，以主要电绝缘的方式配备冷却部件和/或另一冷却部件。特别地，可以提供：所述冷却部件和/或所述另一冷却部件具有小于10-7S/m、特别是小于10-8S/m的导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测器设备(1)，所述检测器设备(1)被配备以接收光(2)和产生电信号，所述检测器设备(1)具有包括光入射侧的光传感器(6)，且具有冷却部件，其中，所述冷却部件在所述光传感器(6)的光入射侧与所述光传感器直接接触和/或与承载所述光传感器(6)的衬底(7)直接接触。

【技术特征摘要】
2011.08.16 DE 102011052738.9;2012.02.29 DE 1020121.一种检测器设备(1)，所述检测器设备(1)被配备以接收待检测的光(2)和产生电信号，所述检测器设备(1)具有包括光入射侧的光传感器(6)，且具有冷却部件，其中，所述冷却部件在所述光传感器(6)的光入射侧与所述光传感器直接接触和/或与承载所述光传感器(6)的衬底(7)直接接触。2.根据权利要求1所述的检测器设备(1)，其中所述检测器设备包括壳体(4)；和/或所述光传感器(6)和所述冷却部件(11)布置在壳体(4)内。3.根据权利要求1所述的检测器设备(1)，其中通过所述冷却部件(11)的光路被限定用于待检测的光(2)。4.根据权利要求1所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)被配备作为导热的电绝缘中间元件(12)。5.根据权利要求2所述的检测器设备(1)，其中设置另一冷却部件(13)；和/或设置与所述冷却部件(11)导热接触的另一冷却部件(13)。6.根据权利要求5所述的检测器设备(1)，其中在所述壳体(4)内设置所述另一冷却部件(13)。7.根据权利要求5所述的检测器设备(1)，其中a.限定延伸通过所述另一冷却部件(13)的用于待检测的光(2)的光路；和/或b.所述另一冷却部件(13)被配备作为导热的电绝缘中间元件(12)；和/或c.所述另一冷却部件(13)与检测器(5)的光传感器(6)直接接触，和/或与承载所述光传感器(6)的衬底(7)直接接触。8.根据权利要求7所述的检测器设备(1)，其中所述光传感器(6)为光阴极(8)。9.根据权利要求5所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)被配备作为主动冷却部件。10.根据权利要求9所述的检测器设备(1)，其中，所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)被配备作为帕尔贴元件(14)或作为热泵或作为热管。11.根据权利要求5所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)被布置使得所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)的余热加热至少所述壳体(4)的入口光学部件。12.根据权利要求11所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)被布置使得所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)的余热加热至少所述壳体(4)的入口窗。13.根据权利要求5所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)被配备作为被动冷却部件，热流动通过所述被动冷却部件发生。14.根据权利要求13所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)至少部分地由电绝缘和导热材料制成。15.根据权利要求14所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)至少部分地由氮化硼、氮化铝、氧化铝、金刚石、合成金刚石、或者所述材料的组合制成。16.根据权利要求13所述的检测器设备(1)，其中a.所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)是电绝缘体和导热体；和/或b.所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)至少部分地由复合材料制成。17.根据权利要求16所述的检测器设备(1)，其中所述冷却部件(11)和/或所述另一冷却部件(13)包括芯，所述芯由导热材料制成，所述芯至少部分地被电绝缘体包围。18.根据权利要求17所述的检测器设备(1)，其中所述电绝缘体在热传导方向比所述芯薄。19.根据权利要求17或18所述的检测器设备(1)，其中所述芯由铝制成。20.根据权利要求17或18所述的检测器设备(1)，其中所述芯至少部分地被电绝缘体薄膜包围。21.根据权利要求20所述的检测器设备(1)，其中所述芯至少部分地被塑料薄膜包围。22.根据权利要求5所述的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·施赖伯，贝恩德·维茨戈夫斯基，霍尔格·比尔克，
申请(专利权)人：莱卡微系统CMS有限责任公司，
类型：发明
国别省市：