光电倍增管课件

光电信息转换光电信息转换器件的主要特性和参数如下：

1．光电特性―─IФ[光电流]＝F（Ф）[光通量]2．光谱特性―─IФ[光电流]＝F（λ）[入射光波长]

3．伏安特性―─IФ[光电流]＝F（Ｕ）[电压]4．频率特性―─IФ[光电流]＝F（f）[入射光调制频率]

5．暗电流―─Ф＝0时光电信息转换器件输出的电流IФ6．灵敏度

―─复色光:S=(积分灵敏度)ΔI/ΔФ

单色光:S（λ）(光谱灵敏度)＝

ΔI（λ）/ΔФ（λ）§3.1.1光电倍增管一．结构与原理光电发射效应是指物体受到光照后向外发射电子的现象。二次电子发射 当高速的电子打到金属表面，由于高速电子的动能被金属吸收，改变了金属原子内电子能量的状态，使有的电子从金属表面逸出的现象。二. 单级光电倍增管

由光电阴极、倍增极和阳极等部分组成。KADE2E1光线三. 多级光电倍增管1．光窗光窗是入射光的通道，是对光吸收较多的部分。决定光谱短波限。常用的光窗材料有钠钙玻璃、硼硅玻璃、紫外玻璃、熔凝石英和氟镁玻璃等。2．光电阴极它的作用是接收入射光，向外发射光电子。决定光电管长波限。制作光电阴极的材料多是化合物半导体。3．电子光学系统前一级发射出来的电子尽可能没有散失地落到下一个倍增极上，使下一级的收集率接近于1

使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的时间尽可能相同，使渡越时间零散最小。4．阳极阳极是用来收集最末一级倍增极发射出来的电子的。现在普遍采用金属网来作阳极，使它置于靠近于最末一级倍增极附近。5．倍增系统倍增系统是由许多倍增极组成的综合体，每个倍增极都是由二次电子倍增材料构成的，具有使一次电子倍增的能力。倍增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。

光电倍增管的电流放大系数β:

光电倍增管的阳极电流和阴极电流的关系:

2．光电倍增管的特性：

光电特性

光谱特性

伏安特性

放大特性

频率特性

疲乏特性

暗电流Iφ=0

特点：线性增加，然后偏离直线。分析：（1）疲乏 （2）空间电荷下一页

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+-上一页

光电特性特点：带内响应，带外截止，并有峰值存在。分析：（1）短波限（2）长波限下一页上一页啊

光谱特性

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+-特点：（1）光通量不变，曲线由上升和饱和。

（2）电压不变，阳极电流随光通量增加。下一页上一页

伏安特性

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+-特点：随着电源电压升高，放大系数或灵敏度增大。下一页上一页放大特性是指电流放大系数β或灵敏度随电源电压U增大的关系。

放大特性

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+-特点：随阳极电流的增大，灵敏度下降随使用时间的增长，灵敏度下降下一页上一页

疲乏特性

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+-暗电流形成因素：热电子发射。所以温度T越高，暗电流Iφ=0的越大。漏电流。上一页

暗电流

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+-三、分析与计算分压器电阻的选择:1．阴极－－第一倍增极维持阴极与第一倍增极之间具有适当高的电场是很重要的，它使第一倍增极具有较高的二次发射效应，外界电磁场的影响也较少。

2．中间倍增极中间倍增极电压可根据需要的增益来选择。在某些情况下，希望降低管子的阳极灵敏度而不改变总电压。简单的方法是通过调节中间倍增极之间的电压来达到（在一定范围内适用）。中间倍增极一般采用均匀分压器，即其中的分压电阻值R相等。

3．末级（最后一级）倍增极输出电流大时，末级倍增极应使用非均匀分压器，使最后两级或三级倍增极之间有较高电场来避免空间电荷的影响。

4．阳极与末级倍增极注意不要由于阳极负载的压降而影响阳极收集电子。在弱光探测中，为了提高管子的灵敏度，有时使最后一个电阻值取小些，例如为其它分压电阻的1/2。

旁路电容的选择：为了避免在最后几个倍增极上由于信号脉冲电流过大而影响级间电位分布，需在若干个极间接上储能电容。设输出脉冲为矩形波，如要求极间电压变化小于1％，则旁路电容值的大小可按下式计算：

C=100*Ia*Δt/U式中：Ia

——阳极电流脉冲幅度(安)；

Δt——脉冲宽度(秒)；

U——阳极与末级倍增极之间的电