[实用新型]光电信号转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于光电探测系统中的光电信号转换装置，属于光电探测领域。

背景技术

大气探测激光雷达简称激光雷达(Lidar)，是一种光、机、电及计算机控制相结合的一体化设备，它通过接收大气对激光的散射回波定量分析各种大气要素。大气探测激光雷达主要是采用固体脉冲激光器，这样可以有较强的回波信号和较高的空间分辨率，下面将以脉冲激光雷达为例简单介绍激光雷达的工作原理。一般的脉冲激光雷达系统原理图，主要由激光发射系统、接收光学系统、后继光学系统、光电探测与采集单元、控制及显示单元五大部分组成，而激光发射系统、接收光学系统和光电探测与采集单元中都需要光电信号转换器。现有技术中一般采用光电倍增管来起到光电信号转换的作用，但是目前的光电倍增管有很多缺陷，最大的缺陷在于，不能对暗电流的影响进行最大限度的排除，导致噪声非常大，受到的干扰大，严重影响探测精度。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种光电信号转换装置，光电信号转换装置包括输入窗、光电阴极、聚焦电极、电子倍增极和阳极，所述阳极设置在末端倍增器电极上，按照入射光的入射方向，依次设置有输入窗、光电阴极、聚焦电极、电子倍增极和阳极。

优选的，上述光电信号转换装置的尾端设置有多个管脚和电子真空管。

优选的，上述管脚凸出在光电信号转换装置的尾部结构表面。

优选的，上述光电信号转换装置内部形成二次电子。

本实用新型设计简单，考虑了暗电流的影响，避免了信号过大，其使用时控制暗流影响的结构降低了噪声的干扰，提高了探测的精度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1-输入窗；2-光电阴极；3-聚焦电极；4-电子倍增极；5-阳极；6-末端倍增器电极；7-管脚；8-电子真空管；9-入射光；10-二次电子。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1是本实用新型的光电信号转换装置，光电信号转换装置包括输入窗1、光电阴极2、聚焦电极3、电子倍增极4和阳极5，所述阳极5设置在末端倍增器电极6上，按照入射光9的入射方向，依次设置有输入窗1、光电阴极2、聚焦电极3、电子倍增极4和阳极5。光电信号转换装置的尾端设置有多个管脚7和电子真空管8。管脚7凸出在光电信号转换装置的尾部结构表面。光电信号转换装置内部形成二次电子10。

本实用新型的基本原理是基于外光电效应的原理将光信号转换成电信号的装置。由图1可见，光电信号转换装置由光电阴极2、聚焦电极3、电子倍增极4和阳极5四个部分组成。当入射光1的光子通过输入窗1照射到光电阴极2激发出光电子，经过聚焦电极3聚焦进入倍增系统中，在倍增系统内基于二次电子10发射原理通过电子倍增极4使信号倍增放大，放大后的电子被阳极5收集以电流形式输出。

本实用新型提供的光电信号转换装置的技术指标包括：光谱响应、灵敏度、暗电流、响应时间和线性动态范围。在使用的过程中需要控制光电信号转换装置的暗电流并确保光电信号转换装置工作在线性动态范围内。造成暗电流的原因有以下几点：

热电子发射。热电子发射与光电信号转换装置内温度有关，有效的措施是将光电信号转换装置冷却。

漏电电流。光电信号转换装置的漏电电流源于管基、管座等绝缘强度不够。因此要尽量避免光电信号转换装置表面的污染和水汽等，经常用酒精擦拭。

场致发射。当光电信号转换装置的电压接近极限工作电压时，强大的电场会使电极发生场致发射电子。因此光电信号转换装置的工作电压不能过高。

残留气体电离。光电信号转换装置的真空腔内残留气体与电子碰撞会发生电离，这些离子轰击光电信号转换装置或倍增级会带来二次电子发射，是探测信号具有较大的噪声。

宇宙射线。宇宙中的μ介子穿过光电信号转换装置窗口时因切伦科夫(Cherenkov)辐射，产生大量光子噪声。

除了暗电流对探测结果的影响，使用的过程中也要注意信号不能过大，以免光电信号转换装置饱和，通常要求光电信号转换装置的分压器电流在阳极电流的20倍以上。

本实用新型设计简单，考虑了暗电流的影响，避免了信号过大，其使用时控制暗流影响的结构降低了噪声的干扰，提高了探测的精度。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。