JPS6140125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却型光電変換装置の改良に関し、と
くに２重管構造の気密容器の熱伝導による熱負荷
を減少させるため、内管を伸縮可能な金属からな
るベローズ構成とした冷却型光電変換装置に関す
るものである。

従来の冷却型光電変換装置は金属たとえばステ
ンレス等からなる２重管構造の気密容器で、外管
の１部に透過窓を設け該透過窓に対向した内管の
真空側管壁に光電変換素子（レーザ素子または赤
外線検知素子）を配設した構成をそなえている。
第１図はそのような従来の構成を示しており、図
において１はたとえばステンレス製からなる外
管、２は内管であつて、これら２つのステンレス
筒体でデユウ構造の気密容器を構成している。３
は前記外管１の外側に設けた透過窓、４は前記透
過窓３に対向する内管２の上部に配設したクーリ
ングボトムで、該クーリングボトム４にはたとえ
ば赤外線検知素子５が半田付けしてある。前記赤
外線検知素子５はリード端子６よりリード線７を
介して電圧が印加される。８は輻射熱を遮蔽する
ためのシールドで、９は前記クーリングボトム４
に接して冷却器１０の寒冷発生部に連なるクーリ
ングヘツドである。

ここで赤外線検知素子５は入射光量に対応した
出力を生ずるので、これを用いた赤外線検知器は
光量子型検知器と呼ばれていて反応速度の早い長
所があるが、その反面常温よりはるかに低い温度
に冷却しないと良好に動作しない性質がある。し
かし第１図のような検知素子が上向きの構成では
液体窒素等で冷却できないので、外部からの冷却
手段として、赤外線検知素子５を半田付けしたク
ーリングボトム４に冷却器１０の寒冷発生部に連
なるたとえば銅等からなるクーリングヘツド９を
押接して、前記クーリングボトム４を介して赤外
線検知素子５を冷却する構造となつているが、冷
却器１０によつてクーリングヘツド９を急冷する
とクーリングヘツド９の膨張係数が大きいため、
その収縮が大きく、前記クーリングボトム４から
クーリングヘツド９が離れる状態となつて熱伝導
が悪くなり、赤外線検知器を十分冷却できず、そ
の性能を低下させる欠点があつた。

本発明は、前記の欠点を解消すべくなされたも
ので、金属からなる２重構造の内管を伸縮可能な
ベローズとして、常時クーリングボトムとクーリ
ングヘツドを温度変化に関係なく押接させること
に着目したものである。簡単に述べると、本発明
は透過窓を設けた外管と、光電変換素子を配設し
た内管とからなる２重管構造の冷却型光電変換装
置において、前記光電変換素子を配設した気密容
器の内管をベローズで形成するとともに、この内
管の内側に前記クーリングボトムと押圧接触し、
かつ冷却器に連なるクーリングヘツドを配置した
ことを特徴とするものである。以下図面を参照し
ながら本発明に係る冷却型光電変換装置の実施例
について詳細に説明する。

第２図は、本発明に係る一実施例を示す側断面
図で、前図と同等の部分については同一符号が付
してある。１１はステンレス等からなるベローズ
で形成した内管で、１２は冷却型光電変換装置と
冷却器１０を止める止めねじである。

このような構成において、冷却器１０を冷却型
光電変換装置に取り付けたときに、クーリングヘ
ツド９とクーリングボトム４を接触させた状態で
ベローズからなる内管１１が伸びた状態となるよ
う固定すれば、ある程度の温度変化による伸縮が
あつても、前記ベローズ１１の伸縮がこれをカバ
ーする。したがつて前記クーリングボトム４とク
ーリングヘツド９の接触面が常時密着した状態を
保持するので、熱伝導度が良好となり、さらに内
管をベローズで形成することによつて、前記ベロ
ーズで形成された内管の表面長さが従来の内管の
表面長さにくらべて３〜６倍となるのでクーリン
グヘツド９へ流入するときの熱抵抗が大きくな
り、冷却器の熱負荷すなわち冷凍容量を減少させ
ることは明白である。

一方、クーリングボトム４とクーリングヘツド
９の接触面の仕上げ精度を高めることはいうまで
もなく、またクーリングボトム４とクーリングヘ
ツド９の材料を低温において熱伝導の大きい材料
を選び、さらにベローズ材料はクーリングヘツド
９より熱収縮係数の大きい材料を使用することが
好ましい。

第３図は、本発明に係る冷却型光電変換装置の
クーリングボトムとクーリングヘツドの接触面形
状の他の実施例を示す要部断面図で、前図と同等
の部分については同一符号が付してある。

図中ａおよびｂはクーリングボトム４とクーリ
ングヘツド９の接触面Ｓの形状を凹凸としたもの
であり、このような形状とすることによつて接触
面が大きくなることは周知である。ｃはクーリン
グヘツド９の頭部の円周方向に沿つて複数の突起
を形成し、クーリングボトム４の素子を取り付け
た裏面に前記クーリングヘツド９の突起に合致す
る切欠きを円周に沿つて形成したもので、クーリ
ングヘツド９をクーリングボトム４に差し込み円
周方向に90゜以下回転してかみ合うようにしたも
のである。このようにかみ合わせるとベローズで
形成した内管に双方が圧接するように引つ張られ
る状態にあるので、接触面が増大して素子５の冷
却を速めるとともに振動、衝撃に対し離れること
が防止できる。

なお、本実施例では赤外線検知素子について詳
述したが、赤外線検知素子に限らずレーザ素子等
低温の保持を必要とする気密容器全搬に適用が可
能である。

以上説明したように、本発明を適用した冷却型
光電変換装置によれば、気密容器の内管を金属か
らなるベローズで構成することにより、熱負荷を
減少し、クーリングボトムとクーリングヘツド間
の熱伝導を良くさせるとともに、耐振動性、耐衝
撃性を向上させることが可能となるので、高品質
の冷却型光電変換装置を提供することが期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却型光電変換装置の側断面
図、第２図は本発明に係る冷却型光電変換装置の
一実施例を示す側断面図、第３図は本発明に係る
冷却型光電変換装置のクーリングボトムとクーリ
ングヘツドの接触面形状の他の実施例を示す要部
断面図である。 １：外管、２：内管、３：透過窓、４：クーリ
ングボトム、５：赤外線検知素子、６：リード端
子、７：リード線、８：シールド、９：クーリン
グヘツド、１０：冷却器、１１：ベローズで形成
した内管、１２：止めねじ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光電変換素子を取りつけたクーリングボトム
   を有する内管と、前記光電変換素子に対向する位
   置に透過窓を設けた外管とからなる２重管構造の
   冷却型光電変換装置において、 前記内管は伸縮性を有するベローズで構成され
   るとともに、該内管の内側に前記クーリングボト
   ムと押圧接触し、かつ冷却器に連なるクーリング
   ヘツドが配置されてなることを特徴とする冷却型
   光電変換装置。