[發明專利]雪崩光電二極管的抽充氣密封系統及其操作方法

在審

• 申請號: 201810139887.0
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108231948A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 劉夢婕;徐煥銀;劉云;苗春華;黃敦鋒;盧耀文;王歡;李風雨;朱云芳;王笑言
• 申請（專利權）人: 安徽問天量子科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;F16J15/10;B65D81/20;B65D81/18;B65D85/86;B65D25/54
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 王長征

本發明公開了一種雪崩光電二極管的抽充氣密封系統及其操作方法，包括安裝有雪崩光電二極管的密封盒、抽氣系統和充氣系統，密封盒包括盒蓋、盒體和盒底，盒體的頂部四周和底部四周均設有一圈凹槽，所述凹槽內填充有氟膠圈，盒體的外側面通過密封抽氣法蘭連接有密封閥，抽氣系統包括真空計、抽氣手動閥和旋片泵，密封閥分別與真空計和抽氣手動閥連接，抽氣手動閥與旋片泵連接，充氣系統包括壓阻規、充氣微調閥和充氣氣瓶，密封閥分別與壓阻規和充氣微調閥連接，充氣微調閥和充氣氣瓶連接。本發明密封效果好，且有效的防止雪崩二極管表面結露，阻止外部水蒸氣進入。

技術領域

本發明涉及量子密鑰分配和單光子探測領域，具體涉及一種雪崩光電二極管的抽充氣密封系統及其操作方法。

背景技術

在量子保密通訊中使用單光子探測器探測攜帶量子信息的單光子，并轉換為電信號輸出，然后通過符合測量、計數等手段提取其量子信息或實現量子密鑰分配等通信任務。只有當單光子探測器探測到單光子信號后，密鑰的發射方和接收方才能通過一定的方法建立密鑰。目前在1550nm通訊波段主要利用銦鎵砷雪崩光電二極管（InGaAs-APD）作為光敏感元件來實現紅外單光子探測。

利用雪崩光電二極管進行單光子探測時，雪崩光電二極管工作與改革模式下，即加在雪崩光電二極管兩端的反向偏置電壓大于其雪崩電壓。在這種模式下，雪崩光電二極管在單光子的觸發下發生“自持雪崩”，即雪崩放大增益可達到10⁶以上，這時，單光子信號就可以被放大到足夠大，以保證其可以被后續電路檢測到。

雪崩二極管需要工作下低溫（-40℃左右）下，減少激發載流子的數量，抑制熱噪聲引起的隨機熱噪聲電流。

雪崩二極管工作在這樣的溫度下，雪崩二極管表面容易結露，如果密封措施不好，雪崩二極管結露現象更加明顯。結露不僅會影響器件工作特性，嚴重時，還會造成短路，使整個系統失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足提供一種防止雪崩二極管結露的雪崩光電二極管的抽充氣密封系統及其操作方法，本雪崩光電二極管的抽充氣密封系統及其操作方法密封效果好，且有效的防止雪崩二極管表面結露，阻止外部水蒸氣進入。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種雪崩光電二極管的抽充氣密封系統，包括安裝有雪崩光電二極管的密封盒、抽氣系統和充氣系統，所述密封盒包括盒蓋、盒體和盒底，所述盒體的頂部四周和底部四周均設有一圈凹槽，所述凹槽內填充有氟膠圈，所述盒體的頂部四周和底部四周均連接有向外側突出的連接耳，所述盒蓋通過螺釘與盒體頂部的連接耳連接且盒體頂部的氟膠圈位于盒體與盒蓋之間，所述盒底通過螺釘與盒體底部的連接耳連接且盒體底部的氟膠圈位于盒體與盒底之間，所述盒體的外側面通過密封抽氣法蘭連接有密封閥，所述抽氣系統包括真空計、抽氣手動閥和旋片泵，所述密封閥分別與真空計和抽氣手動閥連接，所述抽氣手動閥與旋片泵連接，所述充氣系統包括壓阻規、充氣微調閥和充氣氣瓶，所述密封閥分別與壓阻規和充氣微調閥連接，所述充氣微調閥和充氣氣瓶連接。

作為本發明進一步改進的技術方案，還包括五通管件、若干個卡箍、波紋管和氣體管路，所述密封閥通過卡箍與五通管件中的一路連接，所述真空計通過卡箍與五通管件中的一路連接，所述抽氣手動閥通過卡箍與五通管件中的一路連接，所述抽氣手動閥通過卡箍與波紋管的一端連接，所述波紋管的另一端通過卡箍與旋片泵連接，所述壓阻規通過卡箍與五通管件中的一路連接，所述充氣微調閥通過卡箍與五通管件中的一路連接，所述充氣微調閥通過氣體管路與充氣氣瓶連接。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述盒蓋的中部設有觀察口，所述觀察口通過螺釘密封連接有觀察窗，所述觀察窗在盒蓋上對應的安裝螺釘孔為盲孔。