CN213752719U - 真空封装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的真空封装装置，涉及量子设备领域，包括腔体、上盖、散热片、抽气管和制冷模组，其中，腔体内部中空，被构造为放置制冷模组，上盖被构造为与所述腔体的上表面固定连接，散热片固定设置于腔体的下表面，形成密封装置，抽气管内部中空且固定设置于腔体的外表面，被构造为抽空密封装置内的空气，使得密封装置成为真空密封装置，腔体的表面设置有多个通孔，多个通孔分别被构造为放置抽气管、电极馈通法兰、光纤馈通法兰及SMA连接器，制冷模组固定设置于散热片的上表面及密封装置的内部，被构造为实时驱散单光子探测器工作时产生的热量，使得单光子探测器工作时的温度维持恒定，提高了密封性及单光子探测器的稳定性和探测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及量子设备领域，具体涉及一种真空封装装置。
背景技术
在量子通信、量子计算领域中，通常使用单光子探测器对于量子光进行探测或检测，从而获得量子态所表达或传递的信息。但是，单光子探测器需要在一个恒定温度的低温环境下才能维持正常工作，通常采用灌输气凝胶及胶圈密封的方式将单光子探测器密封在壳体内，此方式的缺点是胶圈随着冷热温差的变化会加速老化并出现漏气现象，从而导致壳体内的温度不稳定，器件结露结霜，容易导致核心器件雪崩二极管的损坏，密封性较差。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种真空封装装置，用以解决现有技术存在的密封性差、难以清理的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的真空封装装置包括：
腔体，内部中空，被构造为放置制冷模组；
上盖，被构造为与所述腔体的上表面固定连接；
散热片，固定设置于所述腔体的下表面，形成密封装置；
抽气管，内部中空且固定设置于所述腔体的外表面，被构造为利用真空泵抽空所述密封装置内的空气，使得所述密封装置成为真空密封装置；
所述腔体的表面设置有多个通孔，其中，多个所述通孔分别被构造为放置抽气管、电极馈通法兰、光纤馈通法兰及SMA连接器；
制冷模组，固定设置于所述散热片的上表面及所述密封装置的内部，被构造为实时驱散单光子探测器工作时产生的热量，使得所述单光子探测器工作时的温度维持恒定。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述腔体的各个侧面分别与所述上盖的边缘部位通过焊接方式固定连接。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述腔体与所述散热片之间采用真空钎焊方式固定连接。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述制冷模组包括热沉、热电制冷器（ThermoElectric Cooler，简称TEC）和温度传感器，其中，所述温度传感器设置于所述热沉内部的安装孔中，所述热沉固定设置于所述热电制冷器TEC的上表面，所述单光子探测器固定设置于热沉预设的通孔中。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述散热片的下表面设置有多个散热槽。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述腔体的材质为不锈钢。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述上盖的材质为不锈钢。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述抽气管的材质为无氧铜。
作为本实用新型一个优选的实施例，所述散热片的材质为铜。
本实用新型实施例提供的真空封装装置具有以下有益效果：
（1）对密封装置做真空处理，提高了密封性，避免了因水蒸气渗入密封装置引起密封装置内部湿度增加导致单光子探测器失效的问题，提高了单光子探测器的稳定性；
（2）采用不锈钢材质的腔体和上盖，极大降低了密封装置的侧壁、上盖与单光子探测器之间的热传递性能，使得单光子探测器能够达到传统方案难以企及的低温状态，从而获得高于传统方案数倍的探测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下表面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下表面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的真空封装装置爆炸示意图；
图2a-图2b为本实用新型实施例提供的真空封装装置立体示意图；
图3为本实用新型实施例提供的真空封装装置剖面示意图。
标准说明：
1-上盖1、2-腔体、3-抽气管、4-制冷模组、5-散热片。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下表面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面对本实用新型实施例提供的真空封装装置进行说明：
作为本实用新型一个具体的实施例，如图1所示，本实用新型实施例提供的真空封装装置包括上盖1、腔体2、抽气管3、制冷模组4和散热片5，其中：
腔体2的内部中空，被构造为放置制冷模组。
作为本实用新型一个可选的实施例，选择不锈钢作为腔体的材质。其中，不锈钢具有抗氧化性强、价格适中的优点。
上盖1被构造为与腔体2的上表面固定连接。
作为本实用新型一个可选的实施例，可以选择不锈钢作为上盖1的材质，也可以选择可伐合金作为上盖1的材质。
散热片5固定设置于腔体2的下表面，形成密封装置，其中，散热片5的材质为铜，热传导性能较好，可以迅速地将单光子探测器工作时产生的热量散发出去。
作为本实用新型一个具体的实施例，通过锡焊方式，将制冷模组4的底面设置于散热片5上表面预设的凹陷处。
抽气管3，内部中空且固定设置于腔体2的外表面，通过抽气管3及适配的真空泵，可以抽空密封装置内的空气，使得密封装置成为真空密封装置。
作为本实用新型一个可选的实施例，抽气管3的材质为无氧铜，抗氧化能力较强。
作为本实用新型一个具体的实施例，通过抽气管3和真空泵，抽空腔体2内的空气，对腔体2做真空处理，真空度可达10-5Pa。
腔体2上设置有多个通孔，其中，多个通孔分别被构造为放置抽气管、电极馈通法兰、光纤馈通法兰及SMA连接器。
作为本实用新型一个可选的实施例，腔体2的上表面与上盖之间通过平行封焊方式固定连接。腔体2的外表面设置有多个散热槽，其中，通过设置散热槽，腔体2能够及时散发其内部的热量，保证单光子探测器工作在恒定的温度下。
作为本实用新型一个可选的实施例，腔体2的下表面与散热片5之间采用真空钎焊方式固定连接。
作为本实用新型一个具体的实施例，真空密封装置内的热传导形式主要为辐射传热，腔体2内部抛光处理，外部钝化并设置散热槽，增加了密封装置的散热能力，能够有效降低密封装置内的温度。经过计算表明，对单光子探测器进行真空封装能够有效降低单光子探测器与外界的热交换，大大提高了制冷效率，降低了维持密封装置内低温环境的难度，能够有效提高单光子探测器的探测效率和其它性能指标。
制冷模组4固定设置于散热片5的上表面及密封装置的内部，被构造为实时驱散单光子探测器工作时产生的热量，使得单光子探测器工作时的温度维持恒定。
作为本实用新型一个可选的实施例，制冷模组包括热沉、热电制冷器、温度传感器，其中，温度传感器紧密设置于热沉内部的安装孔中，热沉固定设置于热电制冷器TEC的上表面，单光子探测器固定设置于热沉预设的通孔中。
本实用新型实施例提供的真空封装装置包括腔体、上盖、散热片、抽气管和制冷模组，其中，腔体内部中空，被构造为放置制冷模组，上盖被构造为与所述腔体的上表面固定连接，散热片固定设置于腔体的下表面，形成密封装置，抽气管内部中空且固定设置于腔体的外表面，被构造为抽空密封装置内的空气，使得密封装置成为真空密封装置，腔体的表面设置有多个通孔，多个通孔分别被构造为放置抽气管、电极馈通法兰、光纤馈通法兰及SMA连接器，制冷模组固定设置于散热片的上表面及密封装置的内部，被构造为实时驱散单光子探测器工作时产生的热量，使得单光子探测器工作时的温度维持恒定，提高了密封性及单光子探测器的稳定性和探测效率。
下面对本实用新型实施例提供的真空封装装置的制作方法进行阐述：
S101，将散热片和腔体分别放置于操作台上，将电极馈通法兰、光纤馈通法兰、SMA连接器、抽气管分别装入腔体相应的通孔中；
S102，使用焊锡方式，将电极馈通法兰、光纤馈通法兰、SMA连接器、抽气管固定于对应的通孔中并密封各个通孔；
S103，将腔体放置在散热片的下表面后，将腔体与散热片作为整体放入真空钎焊炉内，通过真空钎焊方式，对腔体与散热片之间做密封处理；
S104，将温度传感器装入位于热沉底部的安装孔中，在表面经过镀铜处理的热电制冷器TEC冷面上涂敷焊锡膏，并将热沉水平放置于热电制冷器TEC的冷面上并使用夹具固定热电制冷器TEC，形成制冷模组；
S105，将该制冷模组放入腔体内并将该制冷模组的底面放入散热片上表面对应的槽位内，使得制冷模组与槽位密切接触；
S106，将该制冷模组、腔体与散热片整体放入锡焊炉中，加温至焊锡膏充分熔化并排气处理；
S107，等待焊锡炉恢复常温，将焊接好的组件取出并检测该组件的密封性及结构强度；
S108，将单光子探测器装入热沉内部并固定单光子探测器；
S109，使用聚酰亚胺包层的电线，按照线序将单光子探测器的多根光纤分别与电极馈通法兰、光纤馈通法兰、SMA连接器的各个管脚焊接在一起，并使用万用表检测连接性是否良好；
S1010，将上盖装入腔体并沉入腔体的上表面后，将整体放置在激光焊接台上，使用平行封焊技术，将上盖与腔体的上表面固定，形成密封体；
S1011，通过腔体上的抽气管，抽出该密封体内的空气直至该密封体的真空度达到10-5Pa；
S1012，在保证没有气体渗入该密封体的情况下，使用真空液压钳将抽气管夹断同时将开口处夹扁；
S1013，再次检测该密封体的密封性，在确认密封性良好的情况下，完成对单光子探测器的密封处理。
可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种真空封装装置，其特征在于，包括：
腔体，内部中空，被构造为放置制冷模组；
上盖，被构造为与所述腔体的上表面固定连接；
散热片，固定设置于所述腔体的下表面，形成密封装置；
抽气管，内部中空且固定设置于所述腔体的外表面，被构造为抽空所述密封装置内的空气，使得所述密封装置成为真空密封装置；
所述腔体的表面设置有多个通孔，其中，多个所述通孔分别被构造为放置抽气管、电极馈通法兰、光纤馈通法兰及SMA连接器；
制冷模组，固定设置于所述散热片的上表面及所述密封装置的内部，被构造为实时驱散单光子探测器工作时产生的热量，使得所述单光子探测器工作时的温度维持恒定。
2.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述腔体的上表面与所述上盖之间通过平行封焊方式固定连接。
3.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述腔体的下表面与所述散热片之间采用真空钎焊方式固定连接。
4.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述制冷模组包括热沉、热电制冷器TEC和温度传感器，其中，所述温度传感器设置于所述热沉内部的安装孔中，所述热沉固定设置于所述热电制冷器TEC的上表面，所述单光子探测器固定设置于热沉预设的通孔中。
5.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述散热片的下表面设置有多个散热槽。
6.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述腔体的材质为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述上盖的材质为不锈钢。
8.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述抽气管的材质为无氧铜。
9.根据权利要求1所述的真空封装装置，其特征在于：
所述散热片的材质为铜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121257150.2U CN213752719U (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 真空封装装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121257150.2U CN213752719U (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 真空封装装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213752719U true CN213752719U (zh) | 2021-07-20 |
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ID=76838504
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202121257150.2U Active CN213752719U (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 真空封装装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2021
- 2021-06-07 CN CN202121257150.2U patent/CN213752719U/zh active Active
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