中微子研究用贝加尔GVD球形光学探测装置

这套球形光学探测结构，是针对深水环境中微子观测需求开发的专用探测单元，核心应用场景是贝加尔湖深水区的中微子观测阵列，作为水下中微子望远镜的核心感光采集节点，承担水下高能宇宙粒子信号捕捉、光信号转换传输的核心功能。从结构设计来看，整体采用透明耐压球形舱作为主体防护结构，球形外壳选用高透光耐压材料制作，能够在深水高压环境下保持结构完整性，同时最大程度降低对入射光信号的遮挡与折射损耗，保障内部感光元件的信号采集效率。球体外部设置环形金属加固框架，框架采用不锈钢材质加工，既承担球体的结构支撑作用，也作为安装对接的承载结构，侧面延伸出的L型安装支架预留了多组安装孔位，可直接与水下阵列的固定桁架对接，安装支架上的长条形调节孔可适配现场安装的位置偏差，降低水下施工的对位难度。球体内部集成了感光采集板、信号处理电路、姿态校准组件等核心功能部件，所有内部元件通过分层安装支架固定在球体中心轴线上，避免元件晃动导致的信号采集偏差，内部走线全部沿支架内侧排布，减少对感光面的遮挡。设计过程中重点考虑了深水环境的密封与耐压需求，球形壳体的拼接处采用径向密封结构，配合环形框架的压紧力实现长期水下密封，外部金属结构全部做防腐蚀处理，适配淡水环境下的长期服役要求。从安装边界来看，整体结构的外接安装面集中在侧方支架上，安装时需保证球体感光面无额外结构遮挡，支架的安装孔位间距适配常规水下观测阵列的桁架规格，不需要额外加工转接件即可完成部署。内部电路模块的布局充分考虑了配重平衡，球体安装完成后可保持水平姿态，保障全向感光的覆盖范围，环形框架上预留的线缆过孔可直接对接水下传输线缆，实现信号与供电的连通。