[发明专利]雪崩光电二极管的低温温度控制装置及其制作方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于单光子探测、量子密钥分配终端的二极管的低温温度控制装置及其制作方法，尤其涉及一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置及其制作方法。

背景技术

随着量子通信技术和单光子探测技术的发展，对系统的低温温度控制要求越来越高，利用雪崩光电二极管（以下简称APD）特有的“雪崩效应”可以将微弱的信号进行雪崩放大，从而可以使系统很好的接收、采集。雪崩光电二极管以下简称APD。

APD发生自持雪崩增益时需要在APD两端加上偏置电压，称为“雪崩电压”。雪崩电压与APD的工作温度有关，当温度降低时，电压随之降低。因为温度降低会使晶格散射作用减弱，增加了载流子的平均自由程，载流子在较低的场强下就可以获得足够的能量来碰撞出电子－空穴对，因而降低了雪崩电压。所以温度控制对APD能够实现“雪崩效应”尤为重要。APD的工作温度一般在-50℃左右，温度控制部分为APD 提供必需的低温环境，一般使用半导体热电冷却器件将其冷却至该温度，并利用温控器件将该温度稳定在± 0.1℃范围内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动式低温防水散热装置，本主动式低温防水散热装置结构简单、成本低、使用方便，防水效果以及隔空气效果很好，便于实际应用。本发明还提供了一种主动式低温防水散热装置的制作方法，本动式低温防水散热装置的制作方法操作简单，所制作的动式低温防水散热装置结构简单、成本低、使用方便，防水效果以及隔空气效果很好，便于实际应用。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置，包括固定座、半导体制冷芯片和散热铜片、风扇和用于检测雪崩光电二极管的温度的热敏电阻；其特征在于：所述固定座上设有用于放置热敏电阻的安放孔、用于安装半导体制冷芯片的安放曲面和用于固定安装雪崩光电二极管的螺纹孔；所述安放曲面上设有导热硅胶片；所述热敏电阻为PT100热敏电阻，所述半导体制冷芯片为5级制冷半导体制冷芯片；所述固定座的底面和半导体制冷芯片的顶面之间通过ST0903环氧导热粘接胶密封连接；所述半导体制冷芯片的底面通过ST0903环氧导热粘接胶密封连接在散热铜片的上表面；所述ST0903环氧导热粘接胶由ST0903A胶和ST0903B胶按照体积比2:1的比例均匀混合配制而成；所述风扇通过相适配的螺栓和螺帽安装在散热铜片的下表面。

为实现上述技术目的，本发明还提供了一种雪崩光电二极管的低温温度控制装置的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将固定座的表面打磨光滑；

步骤2：将ST0903A胶和ST0903B胶按照体积比2:1的比例均匀混合，配制成ST0903环氧导热粘接胶；

步骤3：在25℃的温度下，将步骤2配制好的ST0903环氧导热粘接胶均匀涂抹在热敏电阻外表面，然后将热敏电阻放在固定座的安放孔里面；所述热敏电阻用于检测雪崩光电二极管的温度；所述热敏电阻为PT100热敏电阻； 

步骤4：将半导体制冷芯片的顶面打磨光滑，然后在25℃的温度下，在固定座的底面和半导体制冷芯片的顶面均匀涂抹上步骤2配置好的ST0903环氧导热粘接胶，再将固定座的底面压紧在TEC顶面，使固定座和半导体制冷芯片的顶层密封连接；所述半导体制冷芯片为5级制冷半导体制冷芯片；

步骤5： 将半导体制冷芯片的底面和散热铜片的上表面打磨光滑，然后在25℃的温度下将ST0903环氧导热粘接胶均匀涂抹在半导体制冷芯片的底面和散热铜片的上表面，再将半导体制冷芯片放在在散热铜片上并且来回均匀滑动半导体制冷芯片，同时向散热铜片的方向按压半导体制冷芯片，以使位于半导体制冷芯片和散热铜片之间的ST0903环氧导热粘接胶贴合效果更好，然后在40℃环境下静置24小时，使半导体制冷芯片和散热铜片牢固粘接在一起，同时使半导体制冷芯片和散热铜片密封连接； 

步骤6：通过相适配的螺栓和螺帽将风扇紧密安装在散热铜片的下表面。