专利名称：光电检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却型光电检测器，在该光电检测器中至少有一个冷却装置被构建在用于容纳光电管的外壳内部。
背景技术：
一种冷却型光电检测器已经被揭示，例如，在公开号为6-88747的日本专利(参考1)中，该专利描述了一种冷却光电检测器的结构，其包括一个由帕耳贴元件组成的冷却装置和一个附着在冷却装置的低温面(热吸收部分)上的环形冷却块，两者都被构建在一个用来容纳光电倍增管的箱体内部。此外，公开号为5-312638的日本专利(参考2)揭示了一种红外线光学仪器的构造，它包括一个红外线图像检测器、一个由帕耳贴元件组成的冷却装置和一个附着在冷却装置的热吸收面(热吸收部分)上的冷却框架，所有这些都构建在一个用来形成红外线图像的光学系统的透镜镜筒内部。
在参考1所描述的冷却型光电检测器中，环形冷却块包围并冷却光电倍增管的光电表面侧的一个端部和面对该光电倍增管的一个真空晶格型光入射窗口的一个端部。除了该一个端部以外的该光电倍增管的其他部分通过热绝缘材料被支撑在箱体的内部，并且该真空晶格型光入射窗口的另一个端部被支撑而使其被适配到箱体的墙面部分中。接着，该真空晶格型光入射窗口的另一个端部通过箱体的墙面部分被一个热辐射板加热，该冷却装置的一个高温面(热辐射部分)被附着在热辐射板上。
另一方面，在参考2所描述的红外线光学仪器中，光学系统的一个辅助透镜被单独支撑在冷却框架之上从而被冷却。该红外线图像检测器是通过一个保持部分被充满液氮或类似物的其他冷却部分冷却。
发明内容
发明人已经详细研究了常规的光电检测器，结果发现以下一些问题。即，在参考1所描述的冷却型光电检测器中，该环形冷却块围绕并间接地冷却光电倍增管的光电表面侧的一个端部。这导致了冷却效率很差，也因此存在一个在光电倍增管中不能很充分地抑制噪声的产生的可能性。另外，加热后的真空晶格型光入射窗口会产生背景光(热辐射)，这样背景光入射到光电倍增管上并因此能产生光电倍增器的暗电流。这使微弱光的精确检测产生了障碍。
在另一方面，参考2所描述的红外线光学仪器需要由冷却装置和辅助冷却装置构成的两套独立的冷却装置系统，冷却装置包括用于冷却红外线图像检测器的冷却部分和保留部分，辅助冷却装置具有用于冷却光学系统的辅助透镜的冷却装置和冷却框架。这给仪器外形结构的尺寸减小带来障碍。
本发明正是为了解决这些问题而设计的。本发明的目的是提供一种既能精密检测微弱光又能减小结构尺寸的光电检测器。
根据本发明的光电检测器包括一个外壳、一个容纳在外壳内的光电管、一个容纳在外壳内的热传导支撑部件和一个容纳在外壳内并且设置在热传导支撑部件及外壳的内表面之间的冷却装置。外壳具有一个将待检测光引入到其内部的光入射窗口。光电管具有一个光接收面板和一个位于光接收面板上的光电表面。热传导支撑部件具有一个用来固定光电管的支撑突起块，并且该支撑突起块具有一个用于引入待检测光的孔径光阑，待检测的光经由外壳的光入射窗口，通过光电管的光接收面板被传送到光电管的光电表面。冷却装置具有一个与外壳内表面相接触的热辐射部分和一个与热传导支撑部件相接触的热吸收部分。尤其是，在根据本发明的光电检测器中，更可取的是光电管仅被固定在支撑突起块上，同时光电管的光接收面板与孔径光阑对准。
在这种情况下，当冷却装置开始冷却操作时，光电管从光接收面板一侧开始经过固定在冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件的支撑突起块被冷却。同时，光电管仅仅被固定在支撑突起块上，因此阻止了热流通过其他部件。这样，光电管的光电表面经由光接收面板由作为冷却源的冷却装置被充分冷却，因而获得一个稳定的冷却温度。这就抑制了从光电管的光电表面发射出热电子，也因此充分抑制了光电管里噪声的产生。在这种情况下，通过外壳的光入射窗口传送来的待检测光经由支撑突起块的孔径光阑被入射到光电管的光电表面，而从外壳发射出的背景光被孔径光阑周围的支撑突起块所遮蔽而不能入射到光电表面上。
根据本发明的光电检测器可以包括一个外壳、一个容纳在外壳内的光电管、一个容纳在外壳内的热传导支撑部件、一个容纳在外壳内并且设置在热传导支撑部件及外壳的内表面之间的冷却装置和一个用于收集经由外壳的光入射窗口传递来的待检测光的光学系统。外壳具有一个将待检测光引入到其内部的光入射窗口。光电管具有一个光接收面板和一个位于该光接收面板的一个表面上的光电表面。热传导支撑部件具有一个用来固定光电管的支撑突起块，并且该支撑突起块具有一个用于引入待检测光的孔径光阑，待检测的光经由外壳的光入射窗口，通过光电管的光接收面板被传送到光电管的光电表面。冷却装置具有一个与外壳的内表面相接触的热辐射部分和一个与热传导支撑部位相接触的热吸收部分。光学系统具有一个位于外壳的光入射窗口和热传导支撑部件的支撑突起块之间的透镜镜筒。尤其是，在根据本发明的光电检测器中，更可取的是光电管被固定在热传导支撑部件中的支撑突起块的一个表面上，同时光电管的光接收面板与孔径光阑对准。此外，更好的是光学系统的透镜镜筒被固定在热传导支撑部件的支撑突起块的另一个表面上，同时光学系统的透镜镜筒与孔径光阑对准。
在这种情况下，当冷却装置开始冷却操作时，光电管从光接收面板一侧开始经过固定在冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件的支撑突起块被冷却。同时，光学系统和透镜镜筒一起被冷却。这样，光电管的光电表面通过光接收面板被充分地冷却。这就抑制了从光电表面发射出热电子，也因此充分地抑制了光电管里噪声的产生。另外，光学系统被很好地冷却，因而充分抑制了从光学系统中产生的背景光(热辐射)。在这种状态下，通过外壳的光入射窗口传送的待检测光经由支撑突起块的孔径光阑被光学系统收集到光电管的光电表面，而从外壳发射出的背景光被孔径光阑周围的支撑突起块所遮蔽而不能入射到光电表面上。
另外，在根据本发明的具有上述光学系统的光电检测器中，光电管最好只固定在热传导支撑部件的支撑突起块的一个表面上，同时该光电管的光接收面板与孔径光阑对准。
在这种情况下，当冷却装置开始冷却操作时，光电管从光接收面板一侧开始经过固定在冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件的支撑突起块被冷却。同时，光学系统和透镜镜筒一起被冷却。此时，光电管仅仅被固定在支撑突起块上，所以阻止了热流通过其他部件。这样，光电管的光电表面经由光接收面板由作为冷却源的冷却装置被充分地冷却，因而获得一个稳定的冷却温度。这就抑制了从光电管的光电表面发射出热电子，也因此充分地抑制了光电管里噪声的产生。另外，光学系统被很好地冷却，因而充分抑制了从光学系统中产生背景光(热辐射)。在这种情况下，通过外壳的光入射窗口传送的被检测光经由支撑突起块的孔径光阑被光学系统收集到光电管的光电表面上，而从外壳发射的背景光被孔径光阑周围的支撑突起块所遮蔽而不能入射到光电表面上。
在根据本发明的具有上述光学系统的光电检测器中，最好的是该光电管只固定在热传导支撑部件的支撑突起块的一个表面上，同时该光电管的光接收面板与孔径光阑对准，并且光学系统的透镜镜筒只固定在热传导支撑部件的支撑突起块的另一个表面上，同时所述光学系统的透镜镜筒与孔径光阑对准。
在这种情况下，当冷却装置开始冷却操作时，光电管从光接收面板一侧开始经过固定在冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件的支撑突起块被冷却。同时，光学系统和透镜镜筒一起被冷却。此时，光电管仅被固定在支撑突起块上，所以阻止了热流通过其他部件。这样，光电管的光电表面经由光接收面板通过作为冷却源的冷却装置被充分地冷却，因而获得一个稳定的冷却温度。这就抑制了从光电管的光电表面发射热电子，也因此充分地抑制了光电管里噪声的产生。另外，光学系统只被固定在支撑突起块上，因而阻止了热流通过其他部件。这样，光学系统被作为冷却源的冷却装置有效率地冷却，因而充分抑制了从光学系统中产生的背景光(热辐射)。在这种状态下，通过外壳的光入射窗口传送的被检测光经由支撑突起块的孔径光阑被光学系统收集到光电管的光电表面上，而从外壳发射的背景光被孔径光阑周围的支撑突起块所遮蔽而不能入射到光电表面上。
在根据本发明的光电检测器中，光电管可以被固定成一种状态，在这种状态下光接收面板直接与支撑突起块接触，或者固定成另一种状态，在这种状态下光接收面板通过设置在孔径光阑周围的一个绝缘板与支撑突起块接触。当光接收面板通过该绝缘板与支撑突起块接触时，阻止了光接收面板上的电势变化，因而光电表面的电势是稳定的。
由于在一些情况下一个很高的电压被施加在光电管的管体上，最好的是，为了更容易操作，一个绝缘体被粘附在光电管管体的外围。尤其是，最好绝缘体由具有良好绝缘性并在真空中具有低气体释放率的聚四氟乙烯所构成。
为了将其管体被施加了一个很高的电压的光电管固定到支撑突起块上，最好的是有一个板簧状的止动块通过一个绝缘支撑结构被支撑在支撑突起块上，从而使光电管被止动块压靠并固定到支撑突起块上。在这种情况下，当一个绝缘体连同绝缘支撑结构被附着在光电管的管体外围时，绝缘性能能够最好地被双重确保。当绝缘体由聚四氟乙烯形成的管子(以下叫做聚四氟乙烯管)构成时，止动块咬入到该聚四氟乙烯管内，从而最好地把光电管牢固地压靠到支撑突起块上。
当外壳的内部空间被维持在一种真空状态下时，最好地阻止了从外壳进入到光电管的热流而不需使用热绝缘材料。在这种情况下，当光学系统的透镜镜筒为了透镜镜筒的内部和外部之间的连接而配备一个开口时，并且当透镜镜筒和用于覆盖该开口的光屏蔽盖一起被附着时，在不降低光遮蔽功能的情况下可以防止在冷凝器透镜的内侧面上露水凝结的产生。
通过下文给出的更详细描述和附图，本发明将得到更充分的理解，下文的详述和附图仅仅是作为说明而并非是对本发明的限定。
通过下文给出的详细描述，本发明进一步的适用范围将会是显而易见的。然而，应该理解的是，在说明本发明的优选实施例时，这些详细描述和具体的例子仅仅是作为例证说明，因为根据本发明的详细描述，在本发明精神和范围内进行各种变化和修改对于本技术领域的熟练技术人员而言是显而易见的。
图1是显示根据本发明的光电检测器的一个实施例的结构的横截面图；图2是图1所示外壳的水平横截面图；图3是显示图1所示的用于将光电管固定到热传导支撑部件的结构的放大视图；图4是图3所示的止动块和绝缘支撑结构的一个分解透视图；和图5是显示对图3所示的热传导支撑部件的一个修改的横截面图。
具体实施例方式
下文参考附图对根据本发明的一个冷却型光电检测器的实施例进行描述。在所参考的图中，图1是显示根据本发明的光电检测器的一个实施例的结构的横截面图。图2是图1所示外壳的水平横截面图。图3是显示图1所示的用于将光电管固定到热传导支撑部件的结构的放大视图。
根据如图1所示实施例的光电检测器是一个冷却型光电检测器，例如，能在近红外线范围内检测很微弱的光。配备一个用于将被检测光引入到其内部空间的光入射窗口1A的外壳1容纳了一个用于收集待检测光的光学系统2，一个用于检测被光电系统2收集的作为一个电信号的待检测光的光电管3和一个用于冷却光学系统2和光电管3从而提高对被检测光的检测性能的冷却装置4。
如图1和图2所示，外壳1是一个真空腔，真空腔里一个腔盖1C以用密封圈的气密方式附接到封罩型圆柱形腔体1B的开口部分。腔体1B的侧壁配备光入射窗口1A，其位置使光入射窗口1A面对光学系统2。在光入射窗口1A的外侧面上，以用密封圈的气密方式附接由凸缘5压靠到腔体1B上的透明窗口材料1D。
另外，在腔体1B的壁上，以用密封圈的气密方式附接一个具有多个引导线针6B的通过导线6A连接到光电管3的气密连接器6，一个用于抽空外壳1内部空气的抽气管7，和一个为了将光电管3的信号引导到外壳1外部而通过共轴电缆8A连接到光电管3的气密信号连接器8。外壳1的内部空间通过抽气管7抽空因而保持在一个真空状态。
腔体1B由高热传导金属材料如铝合金和铜合金构成，并且一个有多个排列成互相平行的散热片9A的散热设备9在表面接触的状态下被附接到腔体1B的外部底表面上。散热设备9和一个冷却风扇10一起附接，使冷却空气流过多个散热片9A之间的缝隙。
另一方面，在腔体1B的内部底表面上，用螺栓或类似物固定一个由与腔体1B同样的金属材料构成的基础构件11。冷却装置4由一个板簧状止动块12压靠并固定到基础构件11上。
冷却装置4由一个帕耳帖元件组成，该帕耳帖元件表现出以从外部温度控制器提供的电流为基础的帕耳帖效应，从而使对应于一个表面的热吸收部分变冷，同时对应于另一个表面的热辐射部分变热。为了增加冷却作用，如图所示的冷却装置4由三个堆叠成三层结构的帕耳帖次元件构成，在该结构中一个元件的热辐射部分与邻近元件的热吸收部分相接触。由三层帕耳帖元件构成的冷却装置4被以热辐射部分压靠到基础构件11的状态固定到基础构件11上。
一个用于固定光学系统2和光电管3，具有一个支撑突起块13A的热传导支撑部件13被固定到冷却装置4的热吸收部分。该热传导支撑部件13由高热传导材料如铝合金和铜合金构成，并且从侧面看形成L形，支撑突起块13A从固定块13B的端部突出，大致形成一个直角，固定块13B的端部与冷却装置4的热吸收部分成表面接触(见图3)。
用于引入待检测光的一个孔径光阑13C被设置在热传导支撑部件13的支撑突起块13A上(见图3)，待检测光经由开口在外壳1的腔体1B中的光入射窗口1A通过光电管3的光接收面板3A被传送到光电表面。该孔径光阑13C具有一个预先确定的直径，能遮蔽从光入射窗口1A周围的腔体1B发射出的背景光。
用于使从光入射窗口1A传递的待测量光被收集在孔径光阑13C的光学系统2的透镜镜筒2A的一个端部用螺栓固定到具有面对光入射窗口1A的孔径光阑13C的支撑突起块13A的外侧表面上，同时该端部与孔径光阑13C同心对准。另外，光电管3的光接收面板3A侧的一个端部被固定在支撑突起块13A的内侧表面上，同时该端与孔径光阑13C同心对准。
在光学系统2中，在由高热传导材料如铝合金和铜合金构成的透镜镜筒2A的另一个端部中的一个大直径部分2B容纳了一个冷凝器透镜2C。冷凝器透镜2C的内部表面邻接一个从该透镜镜筒2A的大直径部分2B向小直径部分2D过渡的台阶部分2E，同时一个隔离环2F被设置在该冷凝器透镜2C的外侧表面的外周边中。一个用螺栓拧在透镜镜筒2A的大直径部分2B的开口端部上的接合环2G毗邻并接合隔离环2F，从而使冷凝器透镜2C保持在大直径部分2B中的一个预定位置。
接合环2G的内径被设定成可以使在该内径外周边中通过的待检测光被冷凝器透镜2C收集，从而能在支撑突起块13A的孔径光阑13C的内径的外周边中通过。
为了防止由于光学系统2的冷却而发生冷凝器透镜2C的内侧表面上的露水凝结，一个用于在透镜镜筒2A的内外部之间的连接的开口2H形成在透镜镜筒2A邻近大直径部分2B的小直径部分2D内。然后，一个用于包围和覆盖开口2H的邻近部分的管形光遮蔽盖2J被整体设置在接合环2G中。
如图3所示，光电管3由一个金属封装的正面型PMT(光电倍增管)组成，其中一个由石英玻璃或相似材料构成的光接收面板3A附着到由金属构成的圆柱形管体3B的一个端部，同时管座板3C附着到该管体3B的另一个端部。该光电管3包括一个形成在光接收面板3A背表面上的光电表面和一个构建在管体3B内部的倍增管电极部件等，从而能在近红外的范围内检测作为电信号的很微弱的光。
如图1和图2所示，为了控制从外壳1外部施加在光电管3上的电压，多个从管座板3C突出的管座针3D连接到厚膜电阻基座14，并且气密连接器6的多个引导线针6B通过导线6A被连接到厚膜电阻基座14。另外，为了将光电管3的检测信号引导到外壳1的外部，气密信号连接器8通过同轴电缆8A被连接到厚膜电阻基座14。
如图3所示，一个带有大直径的凸缘部分3E形成在光电管3的管体3B的一个端部，与光接收面板3A毗邻。在一些情况下，一个高达1000V或相近的电压被施加在金属封装的光电管3的管体3B上。这样，为了光电管3便于操作，一个绝缘的聚四氟乙烯管15被附着在包括凸缘部分3E在内的管体3B的外围。该聚四氟乙烯管15经过热加工而收缩并贴紧在凸缘部分3E和管体3B上。
为了将其管体3B被施加了一个高电压的光电管3固定到热传导支撑部件13的支撑突起块13A之上同时保持绝缘状态，多个由不锈钢板或类似物构成的板簧状止动块16每一个都通过一个绝缘支撑结构17被支撑在支撑突起块13A的内表面上。
如图4所示，止动块16有一个平面形状，使一对左右接合搭钩16C从具有附着孔16A的垫圈样的固定块16B上突出，且左右对称。这对接合搭钩16C被弯曲并相对于固定块16B倾斜，从而有弹性地接合住光电管3的带有大直径的凸缘部分3E(见图3)，因而能将凸缘部分3E压靠到支撑突起块13A。
该绝缘支撑结构17包括一个拧紧并固定到支撑突起块13A的固定螺栓17A、一个处在其大直径部分的取向朝向固定螺栓的头部的状态的由适配在固定螺栓17A的螺栓部分周围的陶瓷构成的阶梯状绝缘套筒17B，和一个适配在阶梯状绝缘套筒17B的小直径部分的外部周围的由陶瓷构成的绝缘套筒17C。在该绝缘支撑结构17中，止动块16的附着孔16A和绝缘套筒17C被依次装配到阶梯状绝缘套筒17B的小直径部分周围，接着固定螺栓17A被拧紧并固定到支撑突起块13A上，从而使止动块16的固定块16B被夹紧在阶梯状绝缘套筒17B的大直径部分的端表面和绝缘套筒17C的端表面之间。最终，止动块16被支撑在一个绝缘状态(见图3)。
如图3所示，在每一个中止动块16都被支撑在绝缘状态中的绝缘支撑结构17围绕支撑突起块13A的孔径光阑13C的同心圆被设置在例如四个有同样间隔距离的位置上。接着，被每个绝缘支撑结构17支撑的止动块16的一对左右接合搭钩16C通过聚四氟乙烯管15将光电管3的凸缘部分3E压靠到支撑突起块13A上，从而使光电管3在绝缘状态下被固定到支撑突起块13A上。
一个环状绝缘板18被设置在支撑突起块13A的内侧表面中的孔径光阑13C的周围，从而使光电管3的光接收面板3A通过环状绝缘板18压靠到支撑突起块13A的内侧表面。该绝缘板18被设置为一个插入件，用来帮助由石英玻璃构成的光接收面板3A的绝缘性能，并因而由一种具有良好热传导性的绝缘材料如AlN(铝氮化物)构成。另外，为了提高支撑突起块13A和光接收面板3A之间的热传导性，绝缘板18的两个面都磨光，使其能与支撑突起块13A的内侧表面以及光接收面板3A的表面紧密贴合。
根据本发明的具有上述结构的光电检测器被用于对例如从可见光到近红外线的范围内的被检测光进行检测。在光电检测器的使用中，当一个驱动电流从温度控制器提供到外壳1中的冷却装置4时，图1的冷却装置4发挥帕耳帖效应从而使热吸收部分变冷同时热辐射部分变热。接着，从冷却装置4的热辐射部分通过外壳1的腔体1B传递到散热设备9的热量从被冷却风扇10强行冷却的散热片9A辐射，从而使冷却装置4的热吸收部分的温度被保持在一个较低的温度上，借此使热吸收操作能持续进行。
由于在冷却装置4的热吸收部分里热吸收操作被持续进行，因此与热吸收部分接触的热传导支撑部件13被冷却，因而固定在支撑突起块13A上的光学系统2和光电管3同时被冷却。
包括冷凝器透镜2C、隔离环2F、接合环2G和光屏蔽盖2J的光学系统2的全部通过其一个端部被固定在支撑突起块13A上的透镜镜筒2A被冷却到几乎相同的温度。另一方面，在光电管3中，光接收面板3A经过紧贴着支撑突起块13A的绝缘板18被冷却，接着光电管3的全部从光接收面板3A起经过管体3B被冷却。
同时，光电管3只被固定在热传导支撑部件13的支撑突起块13A上，从而阻止热流通过其他部件。这样，光电管3被作为一个冷却源的，其冷却温度由温度控制器控制的冷却装置4有效率地冷却到一个稳定温度。换句话来说，光电表面通过光电管3的光接收面板3A被有效率地冷却到一个稳定的温度。这就抑制了从光电管3的光电表面发射热电子，并因此充分抑制了噪声的产生。
与此类似地，光电系统2只被固定在热传导支撑部件13的支撑突起块13A上，从而阻止了热流通过其他部件。这样，该光电系统2被作为冷却源的冷却装置4有效率地冷却到一个稳定温度。换句话说，包括透镜镜筒2A、冷凝器透镜2C、隔离环2F、接合环2G和光屏蔽盖2J在内的光学系统2的整体被有效率地冷却到一个稳定的温度，从而充分抑制了来自光学系统2的背景光(热辐射)的产生。
如图1和图2所示，在根据本实施例的光电检测器中，待检测光，包括近红外线光通过附着在外壳1的腔体1B上的窗口材料5且通过光入射窗口1A被传送到光学系统2中。待检测光被该光学系统2的冷凝器透镜2C收集到该支撑突起块13A的孔径光阑13C上，然后通过光电管3的光接收面板3A入射到与光电管3的背表面相对应的光电表面上。此时，从外壳1发射的背景光(热辐射)被孔径光阑13C周围的支撑突起块13A所遮蔽，不会入射到光电表面上。
同样地，在根据本发明的光电检测器中，从外壳1发射出的背景光(热辐射)被遮蔽，同时从光学系统2中产生的背景光(热辐射)被充分抑制，且从光电管3的光电表面发射热电子被抑制，从而抑制了噪声的产生。在此状态下，待检测光作为一个电子信号被光电管3检测。因此，根据本发明的光电检测器显著提高了待检测光被检测的精确度，并且因此实现了在近红外线范围内精确检测弱光。
同样，在此结构中，光学系统2和光电管3被固定在热传导支撑部件13的支撑突起块13A上，该热传导支撑部件13被固定在冷却装置4的热吸收侧，从而同时被冷却。因此，当冷却装置4的温度被单独的信号温度控制器控制时，光学系统2和光电管3同时被控制在一个适当的温度。另外，一个包括温度控制器、冷却装置4和热传导支撑部件13的单独的冷却系统对于本结构而言已经足够。这就允许了该光电检测器的尺寸缩小以及成本降低。
此外，在把该光电管3固定到热传导支撑部件13的支撑突起块13A的结构中，绝缘板18被插入到光电管3的光接收面板3A和支撑突起块13A之间。基于此优点，甚至当一个高电压被施加在该光电管3的管体3B上时，该光接收面板3A的电势波动也能被阻止，从而使该光电表面的电势保持稳定。
绝缘的聚四氟乙烯管15被附着到光电管3的管体3B的外围。在一个高电压被施加在管体3B上时，这可以提高操作的容易度。同时，被绝缘支撑结构17支撑的止动块16的接合搭钩16C咬入该聚四氟乙烯管15，因而止动块16将光电管3牢固地压靠到支撑突起块13A。
外壳1的内部保持一个真空状态。这就免除了为防止热流从外壳1流向光电管3而使用热绝缘材料的必要。在这种情况下，为了在透镜镜筒2A的内部和外部之间的连接，光学系统2的透镜镜筒2A配备一个开口2H。这就防止了冷凝器透镜2C的内侧表面凝结水滴情况的发生。另外，该开口2H被光遮蔽盖2J所覆盖，因而该透镜镜筒2A的光遮蔽功能没有降低。
根据本发明的光电检测器并不仅仅局限于上述的实施例。例如，如图5所示，用于固定并冷却光学系统2和光电管3的热传导支撑部件13(见图3)从侧面看可以被构造为T形结构，该处支撑突起块13A从固定块13B的中间部分突出，大约成一个直角。在这种情况下，热传导支撑部件13可以被设置为将支撑突起块13A定位在外壳1的中心部分。这使光学系统2和光电管3被设置在外壳1中而达到很好的平衡。
插入在热传导支撑部件13的支撑突起块13A和光电管3的光接收面板3A之间的绝缘板18不局限于一个邻接的环形，也可以由多个板块围成一个环形构成。进一步讲，绝缘板18并非不可缺少的，也可以被省略。
光电管3并不局限于一个有倍增器电极的PMT(光电倍增管)。例如，光电管3可以构成一个具有电场辅助光电子发射表面的MCP-PMT(微通道板内置光电倍增管)。
综上所述，在根据本发明的光电检测器中，光电管从光接收面板开始经过热传导支撑部件的支撑突起块被冷却装置的热吸收操作所冷却。在那时，光电管仅被固定在支撑突起块上，因而阻止了热流通过其他部件。这样，光电表面通过光接收面板被作为冷却源的冷却装置有效率地冷却，因而获得一个稳定的冷却温度。这抑制了从光电表面发射热电子，并因此在光电管内充分抑制了噪声的产生。在这种状态下，经由外壳的光入射窗口传送来的待检测光经过支撑突起块的孔径光阑被入射到光电管的光电表面上，所以从外壳发射的背景光被孔径光阑周围的支撑突起块所遮蔽，因而不会入射到光电表面上。因此，根据本发明的光电检测器提高了检测精密度，并因此实现了对微弱光的精密检测。另外，固定到冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件简化了冷却系统的结构，因而允许了尺寸的缩减。
通过对本发明这样的描述，显而易见的是，本发明的实施例可以通过许多方法进行变化。这种变化均不被认为是脱离本发明的精神和范围，并且所有这些对于本领域熟练技术人员显而易见的修改均被认为包括在附后的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种光电检测器，其特征在于，包括一个具有一个光入射窗口的外壳；一个容纳在所述外壳中的光电管，所述光电管具有一个光接收面板和一个位于光接收面板的一个表面上的光电表面；一个容纳在所述外壳中的热传导支撑部件，所述热传导支撑部件具有一个用于固定所述光电管的支撑突起块；和一个容纳在所述外壳中并设置在所述热传导支撑部件与所述外壳的内表面之间的冷却装置，所述冷却装置具有一个与所述外壳的内表面相接触的热辐射部分和一个与所述热传导支撑部件相接触的热吸收部分，其中，所述热传导支撑部件的支撑突起块具有一个用于引入待检测光的孔径光阑，该待检测光经由所述外壳的光入射窗口，通过所述光电管的光接收面板被传送到所述光电管的光电表面，和其中，所述光电管仅固定到所述热传导支撑部件的支撑突起块上，同时所述光电管的光接收面板与孔径光阑对准。
2.如权利要求1所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管的光接收面板直接与所述热传导支撑部件的支撑突起块接触。
3.如权利要求1所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管的光接收面板经由一个设置在孔径光阑周围的绝缘板与所述热传导支撑部件的支撑突起块接触。
4.如权利要求1所述的光电检测器，其特征在于，其中一个绝缘体被附着到所述光电管管体的外部周围。
5.如权利要求4所述的光电检测器，其特征在于，其中该绝缘体由聚四氟乙烯构成。
6.如权利要求1所述的光电检测器，其特征在于，其中一个板簧形状的止动块经由一个绝缘支撑结构被支撑在所述热传导支撑部件的支撑突起块上，从而使所述光电管被该止动块压靠并固定到所述热传导支撑部件的支撑突起块上。
7.如权利要求1所述的光电检测器，其特征在于，其中所述外壳的内部空间保持一个真空状态。
8.一种光电检测器，其特征在于，包括一个具有一个光入射窗口的外壳；一个容纳在所述外壳中的光电管，所述光电管具有一个光接收面板和一个位于光接收面板的一个表面上的光电表面；一个容纳在所述外壳中的热传导支撑部件，所述热传导支撑部件具有一个用于固定所述光电管的支撑突起块；一个容纳在所述外壳中并设置在所述热传导支撑部件与所述外壳的内表面之间的冷却装置，所述冷却装置具有一个与所述外壳的内表面相接触的热辐射部分和一个与所述热传导支撑部件相接触的热吸收部分；和一个用于收集经由所述外壳的光入射窗口传送的待检测光的光学系统，所述光学系统具有一个位于所述外壳的光入射窗口和所述热传导支撑部件的支撑突起块之间的透镜镜筒，其中，所述热传导支撑部件的支撑突起块具有一个用于引入待检测光的孔径光阑，该待检测光经由所述外壳的光入射窗口，通过所述光电管的光接收面板被传送到所述光电管的光电表面，其中，所述光电管被固定到所述热传导支撑部件的支撑突起块的一个表面上，同时所述光电管的光接收面板与孔径光阑对准，和其中，所述光学系统的透镜镜筒被固定到所述热传导支撑部件的支撑突起块的另一个表面上，同时所述光学系统的透镜镜筒与孔径光阑对准。
9.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管仅被固定在所述热传导支撑部件的支撑突起块的一个表面上，同时所述光电管的光接收面板与孔径光阑对准。
10.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管仅被固定在所述热传导支撑部件的支撑突起块的一个表面上，同时所述光电管的光接收面板与孔径光阑对准，和其中，所述光学系统的透镜镜筒仅被固定在所述热传导支撑部件的支撑突起块的另一个表面上，同时所述光学系统的透镜镜筒与孔径光阑对准。
11.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管的光接收面板直接与所述热传导支撑部件的支撑突起块接触。
12.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中所述光电管的光接收面板经由一个设置在孔径光阑周围的绝缘板与所述热传导支撑部件的支撑突起块接触。
13.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中一个绝缘体附着到所述光电管管体的外部周围。
14.如权利要求13所述的光电检测器，其特征在于，其中该绝缘体由聚四氟乙烯构成。
15.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中一个板簧形状的止动块经由一个绝缘支撑结构体被支撑在所述热传导支撑部件的支撑突起块上，从而使所述光电管被该止动块压靠并固定到所述热传导支撑部件的支撑突起块上。
16.如权利要求8所述的光电检测器，其特征在于，其中所述外壳的内部空间保持一个真空状态。
全文摘要
本发明涉及一种光电检测器，该光电检测器能够精确检测弱光并具有一个允许尺寸缩减的结构。在该光电管中，光电管从一个光接收面板一侧开始，经由一个固定到冷却装置的热吸收部分上的热传导支撑部件的支撑突起块被冷却装置的热吸收操作冷却。在这时，该光电管仅被固定到支撑突起块上，从而阻止热流穿过其他部件。这样，该光电表面通过该光接收面板被作为冷却源的冷却装置有效率地冷却下来，从而获得一个稳定的冷却温度。这就抑制了来自光电表面的热电子发射，并且因此充分抑制了光电管里噪声的产生。在这个状态下，通过外壳的光入射窗口传送来的待检测光经由该支撑突起块的孔径光阑被入射到该光电管的光电表面上，而从外壳发射的背景光被该孔径光阑周围的支撑突起块遮蔽掉而不会入射到该光电表面上。
文档编号H01J7/24GK1501055SQ200310116389
公开日2004年6月2日 申请日期2003年11月12日 优先权日2002年11月13日
发明者根木康晴, 广煨徹 申请人:浜松光子学株式会社