CN103456757A - 一种全金属密封emccd相机制冷杜瓦 - Google Patents

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何凯
马文礼
王明富
汪旋
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Abstract

一种全金属密封电子倍增电荷耦合器件（Electron Multiplication Charge Coupled Device,EMCCD）相机制冷杜瓦，它由热电制冷器（TEC），冷指，CCD插座，电子倍增电荷耦合器件（EMCCD），窗口，外壳，铜密封圈，底座组成。窗口，外壳和底座组成全金属密封真空腔，窗口与外壳通过阳极焊焊接，外壳与底座使用刀口法兰密封。TEC、冷指、EMCCD等置于真空腔中。TEC为该系统的冷源。腔内抽成真空，通过腔内的真空环境使EMCCD与外界环境的热量交换降到最低，从而保证制冷效果。该系统适用于EMCDD相机制冷领域。

Description

一种全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦
技术领域
本发明属于光电探测领域，涉及一种全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦。
背景技术
电子倍增电荷耦合器件EMCCD（Electron Multiplication Charge Coupled Device,EMCCD）具有高灵敏度与高帧频两个特点，在天文观测、生物医学、科学研究、工业生产等领域有广阔的应用前景。影响EMCCD信噪比的两个关键因素：暗电流噪声与电子倍增增益均与EMCCD的工作温度相关。EMCCD的工作温度愈低，其暗电流噪声愈小，其电子倍增增益愈大，从而其信噪比愈高。因此，针对EMCCD的制冷系统是EMCCD相机必不可少的组成部分。
真空密封的寿命是影响EMCCD相机制冷系统性能的最关键因素，传统的密封方式是密封胶粘接和氟橡胶密封圈密封。该两种密封方式能满足动态真空的需求，但对于EMCCD相机制冷系统这种小体积准静态真空系统而言，其泄漏率过大，导致真空有效期限不足。因此EMCCD相机制冷系统需要泄漏率更低的杜瓦。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦，具有更低的泄漏率，适用于EMCCD相机制冷系统。
本发明的技术方案如下：一种全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦，其特征在于包括：热电制冷器（TEC）1、冷指2、CCD插座3、电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）4、窗口5、外壳6、铜密封圈7和底座8；窗口5、外壳6和底座8组成真空腔，窗口5与外壳6通过阳极焊焊接，外壳6与底座8使用刀口法兰密封，真空腔内需抽成真空，抽真空接口为焊接在底座8上的无氧铜管；待抽真空完毕后，使用夹封钳夹封该铜管；TEC1、冷指2、EMCCD4置于真空腔中；TEC1为该系统的冷源，通过腔内的真空环境使EMCCD4与外界环境的热量交换降到最低，从而保证制冷效果。
所述底座（8）上焊接有电极，作为真空腔体内部与外界的通信通道。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提出的全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦摒弃密封胶粘接和氟橡胶密封圈密封等常用的密封方式，采用金属密封圈和焊接的密封方式。使该杜瓦具有极低的泄漏率，能长时间维持杜瓦内部的真空度，保证制冷系统性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中底座结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦由热电制冷器（TEC）1，冷指2，CCD插座3，EMCCD4，窗口5，外壳6，铜密封圈7，底座8组成。窗口5，外壳6和底座8组成真空腔。TEC1、冷指2、EMCCD4等置于真空腔中。
首先要加工底座8以及完成窗口5与外壳6的焊接。如图2，底座8的主体为铜，通过陶瓷焊接电极10。电极10是腔体内部与外界的通信通道。同时，底座8上还焊接有无氧铜管9。底座加工完成后，需检漏，以检测焊缝的泄漏率。窗口5与外壳6通过阳极焊焊接，焊接完成后，考虑焊接过程中热量可能对窗口的的影响，需检验窗口的光学性能。同时也需对焊接好的外壳检漏，检验焊缝的泄漏率。
检漏符合要求后，将TEC1、冷指2、EMCCD4等安装在底座上，然后使用铜密封圈7和螺钉密封连接底座8与外壳6。拧紧螺钉后，再对腔体检漏，检查腔体整体的泄露率。检漏合格后，通过无氧铜管9抽真空，抽真空同时需烘烤杜瓦，尽可能释放内部材料吸附的气体。待抽真空完毕，使用夹封钳夹封无氧铜管9。最后使用压氦法检查杜瓦的泄露率。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (2)

1.一种全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦，其特征在于包括：热电制冷器（TEC）（1）、冷指（2）、CCD插座（3）、EMCCD（4）、窗口（5）、外壳（6）、铜密封圈（7）和底座（8）；窗口（5）、外壳（6）和底座（8）组成真空腔，窗口（5）与外壳（6）通过阳极焊焊接，外壳（6）与底座（8）使用刀口法兰密封，真空腔内需抽成真空，抽真空接口为焊接在底座（8）上的无氧铜管；待抽真空完毕后，使用夹封钳夹封该铜管；TEC（1）、冷指（2）、EMCCD（4）置于真空腔中；TEC（1）为该系统的冷源，通过腔内的真空环境使EMCCD（4）与外界环境的热量交换降到最低，从而保证制冷效果。
2.根据权利1要求所述的全金属密封EMCCD相机制冷杜瓦，其特征在于：所述底座（8）上焊接有电极，作为真空腔体内部与外界的通信通道。
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