Кріостат для фотоелектронних підсилювачів

1. Кріостат для фотоелектронних підсилювачів (ФЕП), який має азотний бак кріостата, підвішений до кришки всередині корпусу кріостата на 3 реднього контакта детектора з охолоджуючою рідиною і призначений для розміщення малогабаритних детекторів. Найбільш близьким до заявленого пристрою є азотний кріостат для охолодження ІЧ-детекторів типа MN1815 випуску фірми «Oxford Instruments» (Англія) [4]. Вказаний кріостат містить теплоізольований азотний бак для розміщення кріоагента, який знаходиться всередині вакуумованого корпуса кріостата і підвішений до кришки корпуса на тонкостінних трубках, а також вугільний кріонасос закріплений на кришці азотного бака кріостата для досягнення максимального вакуума. Кріостат має 4 бокових оптичних ввода і один донний для прийому оптичного випромінення і може приймати горизонтальне або вертикальне положення в робочому режимі. ІЧ - детектор розташовується на зовнішній поверхні азотного бака. Недоліком цього рішення є його обмежене призначення тільки для невеликих за розмірами ІЧ-детекторів, і неможливість використання для ФЕП, що мають більші розміри. В основу корисної моделі поставлена задача: зменшення теплових шумів і підвищення роздільної здатності ФЕП шляхом створення кріогенного пристрою для ефективного захолодження ФЕП. Поставлена мета досягається наступними засобами: 1. ФЕП розміщується у вакуумованому корпусі з вбудованим оптичним вводом, причому його діноди змонтовані на гнучкому пелюстковому фланці з високо теплопровідного матеріалу, який має тепловий контакт з азотним баком кріостата через гнучкі високотеплопровідні переходи. 2. Азотний бак кріостата знаходиться всередині вакуумованого корпуса і підвішений до кришки корпуса на тонкостінній трубці з малотеплопровідного матеріалу, на якій також встановлено вугільний кріонасос для досягнення максимального вакуума Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 наведений вертикальний розтин міні кріостата. Кріостат складається з розбірного корпуса 1, в якому встановлений бак 2 з рідким азотом, що охолоджує ФЕП 3 через дно 4 бака, стійки 5, гнучкі високо теплопровідні переходи 6 і гнучкий пелюстковий фланець 7. Крім того ФЕП 3 закріплюється і ущільнюється в корпусі 8 за допомогою шайб 9,10,11, ущільнень 12 і різьбової втулки 13, що ввертається в корпус 8. Для фіксації кутового положення ФЕП відносно корпуса 8 у фланці 7 і корпусі 8 є пази для ключа 14, що мається на ФЕП 3. Розбірний корпус 1 має знизу притискувальний фланець 15, до якого приєднується дно 16 за допомогою гвинтів 17 і герметизується ущільненням 18. Знизу до дна 16 закріплений стрижень 19, призначений для встановлення кріостата на оптичній лаві з регулюванням по вертикалі. 56983 4 Для прийому оптичного випромінювання на корпусі 1 на оптичній вісі ФЕП 3 встановлено вікно 20 з блендою 21. Вакуумна порожнина 22 кріостата відкачується форвакуумним насосом через вакуумний кран 23. Високий вакуум забезпечує сорбційний кріонасос 24. Азотний бак 2 закріплений за допомогою трубки 25 в верхній частині корпуса 1. Після закінчення заливки рідкого азота в бак труба 25 закривається пінопластовою пробкою 26. Працює кріостат наступним чином. По перше треба встановити ФЕП 3 в кріостат. ФЕП встановлюється при знятому дні 16 корпуса 1 кріостата. При чому на ФЕП треба попередньо встановити деталі в наступній послідовності: різьбову втулку 13, шайби 9, 10,11, між ними - ущільнення 12, (дивись фіг. 1). Після чого встановити ФЕП в корпус 8 і фланець 7 орієнтуючи ключ 14 ФЕП відносно пазів під ключ в корпусі 8 і фланці 7. Після фіксації кутового положення ФЕП і закріплення його у фланці 7 підтискують ущільнення 12 за допомогою різьбової втулки 13. Після встановлення ФЕП закріплюють дно 16 бака за допомогою гвинтів 17 і герметизують ущільненням 18. Відкачують вакуумну порожнину 22 кріостата і закривають вакуумний кран 23. Через трубку 25 заливають рідкий азот в бак 2. Після заповнення бака закривають трубку 25 пінопластовою пробкою 26. Для охолодження ФЕП від азотного бака потрібен деякий час. Приблизно через півгодини можна починати вимірювання оптичних випромінювань. Ефективність дії запропонованого пристрою ілюструється Фіг.2, де продемонстровані темнові шуми ФЕП-62 при кімнатній температурі (Start of cooling , t=0 ) та при азотній температурі (Time of cooling, t1=5 min), зафіксовані за допомогою двокоординатного самописця типа ЛКД-004 (швидкість протяжки діаграмного паперу 1800 мм/год.; чутливість 2 мВ/см на початку охолодження та 1 мВ/см в кінці охолодження). З малюнка видно, що через 5 хвилин з початку охолодження шуми зменшуються принаймні в 80 разів. Література 1. Объединенная научная компания «Криомагнитные системы»., Оборудование для физических исследований.Черноголовка.:ИФТТ РАН, 1995,-с.54 2.High performance Thermoelectric coolers C10372, C10373 series., WEB SITE : www.hamamatsu.com 3. Микулин Е.И. Криогенная техника.-Москва.: Машиностроение. 1969.-с.272 4. Oxford Instruments Ltd. Systems for Spectroscopy. Oxford: Scientific Research Division. Research Instruments, 1996-p.31 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 56983 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601