光电倍增管

阴极在光照下发射出光电子，光电子受到电极间电场作用获得较大能量打在倍增电极上，产生二次电子发射，经过多极倍增的光电子到达阳极被收集而形成阳极电流，随光信号的变化。在倍增极不变的条件下，阳极电流随光信号变化。

放大倍数很高，用于探测微弱信号；

光电特性的线性关系好 ；

工作频率高 ；

性能稳定，使用方便 ；

供电电压高；

玻璃外壳，抗震性差；

价格昂贵，体积大；

光电倍增管的阴极一般都采用具有低逸出功能的 碱金属材料所形成的光电发射面。光电倍增管的窗材 料通常由硼硅玻璃、透紫玻璃(UV玻璃)、合成石英 玻璃和氟化镁(或镁氟化物)玻璃制成。硼硅玻璃窗 材料可以透过近红外至300nm垢可见入射光,而其它3 种玻璃材料则可用于对紫外区不可见光的探测。 光电倍管的工作过程光电倍增管主要由光阴极K、倍增极D和阳极A组成 光电倍管的工作过程当有光子入射到光阴极K上,只要光子的 能量大于光阴极材料的脱出功,就会有电子从 阴极的表面逸出而成为光电子.在K和D1之间 的电场作用下,光电子被加速后轰击第一倍增 极D1,从而使D1产生二次电子发射.每一个 电子的轰击约可产生3～5个二次电子,这样就 实现了电子数目的放大.D1产生的二次电子被 D2和D1之间的电场加速后轰击D2,…….这 样的过程一直持续到最后一级倍增极Dn

(a)阴极伏安特性 在入射到光电倍增管阴极面上的光 通量一定时,阴极电流与阴极和第一倍 增极之间的电压(称阴极电压)的关系 曲线叫阴极伏安特性,经研究,在阴极 电压较小时,阴极电流随着阴极电压的 增大而增加,直到阴极电压大于一定值 后,阴极电流才趋向饱和,且与入射光 通量成线性关系。 伏安特性

(b)阳极伏安特性 在入射到光电倍增管阳极面上的光 通量一定时,阳极电流与阳极和末级倍 增极之间的电压(称阳极电压)的关系 曲线叫阳极伏安特性。性质同阴极伏安 特性。

每经过一级倍增极,电子数目便被放大一次, 倍增极的数目有8～13个,最后一级倍增极Dn 发射的二次电子被阳极A收集,其电子数目可 达光阴极K发射光电子数的146倍以上.若将灵 敏检流计串接在阳极回路中,则可直接测量阳 极输出电流.若在阳极串接电阻RL作为负载, 则可测量RL两端的电压,此电压正比于阳极电 流.

造成非线性的原因

(1)内因,即空间电荷,光电阴极的电阻 率,聚焦或收集效率等的变化;

(2)外因,光电倍增管的输出信号电流在 负载电阻上的压降,对末级倍增极电压 产生的负反馈和电压的再分配,都可能 破坏输出信号的线性。

不宜用强光,容易引起疲劳

额定电压和电流内工作

入射光斑尺寸和管子的有效阴极面尺寸向对应

电场屏蔽和磁屏蔽

测交变光时,负载电阻不宜过大