[實用新型]一種方便拆裝的密封制冷盒及光纖過孔密封連接器

有效

• 申請號: 201320384410.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN203350486U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張軍;劉建宏;江曉;李曉剛;張海亭;武宏宇
• 申請（專利權）人: 安徽量子通信技術有限公司;山東量子科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/38
• 分類號: G02B6/38;H05K7/20
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

技術領域

本實用新型涉及一種單光子探測裝置，具體是一種放置APD的制冷盒。

背景技術

目前單光子探測器領域最主要的器件還是雪崩光電二極管（APD），它是光探測領域中使用的光伏探測器元件，其主要功能就是將光信號轉換成電信號輸出，因為APD的靈敏度高、高增益和響應速度快的特點，成為光通信中的首選信號探測器件。雪崩光電二極管（APD）其最大的優點是具有放大效應，由它制成的光探測器具有很高的靈敏度，一般可比PIN光探測器的靈敏度高10-20dB。雪崩光電二極管也有缺點：第一，它會產生一種新的噪聲——雪崩噪聲；第二，在常溫下APD內的熱運動劇烈，會產生暗計數，影響光子的正常接收；第三，其工作電壓受環境溫度影響很大，在常溫下需要的工作電壓會很高，而在低溫下則很低。為了減少APD的暗計數，降低其工作電壓，APD需要在低溫無光的環境下工作，溫度至少需要達到-50℃的溫度；通常將APD置于一密封性較好的制冷盒裝置中，在其中采用制冷組件，例如溫差電致冷組件（TEC），來對APD進行制冷，通過溫控電路實現APD局部恒溫，如實用新型201020014582.6中描述。現有的制冷盒裝置中，作為通常設置，制冷盒的側壁上設有將APD轉換后的射頻信號輸出的射頻信號連接器以及對制冷盒內部的制冷組件提供控制信號的控制信號連接器，并且制冷組件上連接有散熱器。

目前，市場上絕大部分的APD的輸入端都已將光纖直接耦合進入APD內部，且APD的光纖尾管的另一端接有光纖跳線頭；在單光子探測器中使用時，將APD置于制冷盒內部，但其光纖尾管有一部分連同光纖跳線頭是在制冷盒外部。由于單光子探測器在生產過程中面臨著大量的調測工作，故所用的APD需要經常進行拆裝更換，為了兼顧制冷盒的密封性要求，通常的設計是在制冷盒的上蓋與側壁間留出光纖凹槽，使APD的光纖尾管通過凹槽穿過制冷盒側壁，同時在凹槽內放上側面開縫的密封膠圈，以便于包裹光纖尾管，使光纖尾管穿過密封膠圈。但是，這種方法下APD的光纖尾管的走線并不十分順暢，由于APD安裝于制冷盒中央位置，APD輸入端的光纖尾管延伸到制冷盒的側壁后彎折向上至制冷盒的側壁上沿，從上蓋與側壁間的光纖凹槽引出，由于光纖尾管不可避免地產生彎折，從而影響到了光信號的傳輸，導致探測效率降低；并且光纖彎折還會影響其使用壽命，這樣探測器的穩定性也難以保證。另外，此種方法的密封效果并不理想，外界環境的熱量很容易通過密封膠圈處的縫隙傳入到制冷盒內部。

此外，對于多通道的單光子探測器，如果在一個制冷盒內放置兩個或者兩個以上的APD，則雪崩噪聲就會形成互相串擾，導致探測效率的降低，特別是對于高頻（>1GHz）單光子探測器來說，不同通道的APD間的噪聲串擾會非常的嚴重；為了減少噪聲串擾對探測效率的影響，通常的做法是制作多個制冷盒，每個制冷盒內放置一個APD和一個制冷組件，這樣不僅單光子探測器的成本很高，其體積也很大，不利于推廣應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種使APD的光纖尾管走線順暢，從而保證光信號的正常傳輸，提高探測效率，使探測器運行穩定可靠，并且方便拆裝的制冷盒。

本實用新型采用以下技術方案解決上述技術問題：一種方便拆裝的密封制冷盒，包括內部裝有APD的盒體（1）、制冷盒蓋板（2）、散熱器（3）、散熱風扇（4）、射頻信號連接器（6）以及控制信號連接器（7），制冷盒蓋板（2）蓋住盒體（1），散熱器（3）固定在盒體（1）的下端，散熱風扇（4）與散熱器（3）固定在一起，射頻信號連接器（6）以及控制信號連接器（7）分別固定在盒體（1）的外側壁上，其改進之處在于：還包括光纖過孔密封連接器（5），所述的光纖過孔密封連接器（5）包括內鎖緊螺母（13）、分成兩半的分體式螺栓（14）、外鎖緊螺母（16），所述分體式螺栓（14）包括位于其中軸的光纖過孔（18），所述光纖過孔（18）與位于盒體（1）內部的APD(25)的光纖尾管(24)同軸，分體式螺栓（14）穿過密封制冷盒體（1）的一側壁(23)，APD(25)的光纖尾管(24)卡在所述光纖過孔（18）中，外鎖緊螺母（16）和內鎖緊螺母（13）分別擰緊在位于盒體（1）的外部和內部的分體式螺栓（14）上。

作為進一步優化的技術方案，所述光纖過孔密封連接器（5）還包括O型密封圈(15)，所述分體式螺栓（14）的中部具有一突出的擋圈(142)，所述分體式螺栓（14）上位于擋圈(142)內側的位置設置有容置所述O型密封圈(15)的密封圈槽(17)，安裝好后，O型密封圈(15)緊抵在擋圈(142)和盒體（1）的側壁(23)之間。