光電倍增管演示文稿1

光電倍增管—PhotoMultiplierTubePMT

光電倍增管：利用外光電效應(yīng)和二次電子發(fā)射相結(jié)合，即把微弱的光輸入轉(zhuǎn)化為光電子，并使光電子獲得倍增的一種光電探測(cè)器件。PMT是光子技術(shù)器件中的一個(gè)重要產(chǎn)品,它是一種具有極高靈敏度和超快時(shí)間響應(yīng)的光探測(cè)器件?？蓮V泛應(yīng)用于光子計(jì)數(shù)、極微弱光探測(cè)、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光研究、極低能量射線探測(cè)、分光光度計(jì)、旋光儀、色度計(jì)、照度計(jì)、塵埃計(jì)、濁度計(jì)、光密度計(jì)、熱釋光量?jī)x、輻射量熱計(jì)、掃描電鏡、生化分析儀等儀器設(shè)備中。PMTPMT

PMT

光電倍增管的組成

光電倍增管由光電發(fā)射陰極（光陰極）和聚焦電極、電子倍增極及電子收集極（陽(yáng)極）等組成。典型的光電倍增管按入射光接收方式可分為端窗式和側(cè)窗式兩種類(lèi)型。其主要工作過(guò)程如下：當(dāng)光照射到光陰極時(shí)，光陰極向真空中激發(fā)出光電子。這些光電子按聚焦極電場(chǎng)進(jìn)入倍增系統(tǒng)，并通過(guò)進(jìn)一步的二次發(fā)射得到的倍增放大。然后把放大后的電子用陽(yáng)極收集作為信號(hào)輸出。

光電倍增管的組成

光電倍增管的分類(lèi)在通常情況下,側(cè)窗型光電倍增管的單價(jià)比較便宜（一般數(shù)百元/只）,在分光光度計(jì)、旋光儀和常規(guī)光度測(cè)定方面具有廣泛的應(yīng)用。大部分的側(cè)窗型光電倍增管使用不透明光陰極（反射式光陰極）和環(huán)形聚焦型電子倍增極結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能夠使其在較低的工作電壓下具有較高的靈敏度。端窗型光電倍增管也稱頂窗型光電倍增管。其價(jià)格一般在千元以上,它是在其入射窗的內(nèi)表面上沉積了半透明的光陰極（透過(guò)式光陰極）,這使其具有優(yōu)于側(cè)窗型的均勻性。端窗型光電倍增管的特點(diǎn)是擁有從幾十平方毫米到幾百平方厘米的光陰極,另外,現(xiàn)在還出現(xiàn)了針對(duì)高能物理實(shí)驗(yàn)用的，可以廣角度捕獲入射光的大尺寸半球形光窗的光電倍增管。各種倍增極的結(jié)構(gòu)形式a)百葉窗式

b)盒柵式

c)直瓦片式

d)圓瓦片式倍增極結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)聚焦型直瓦片式極間電子渡越時(shí)間零散小，但絕緣支架可能積累電荷而影響電子光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性圓瓦片式結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，但靈敏度的均勻性差些。非聚焦型百葉窗式工作面積大，與大面積光電陰極配合可制成探測(cè)弱光的倍增管，但極間電壓高時(shí)，有的電子可能越級(jí)穿過(guò)，收集率較低，渡越時(shí)間零散較大。盒柵式收集率較高（可達(dá)95%），結(jié)構(gòu)緊湊，但極間電子渡越時(shí)間零散較大。光電倍增管具體結(jié)構(gòu)1.光電陰極(Photocathode)把光電發(fā)射體鍍?cè)诮饘倩蛲该鞑牧希úＡЩ蚴⒉ＡВ┥暇椭瞥闪斯怆婈帢O。2.電子光學(xué)系統(tǒng)

——是指光電陰極至第一倍增極之間的區(qū)域。電子光學(xué)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要由聚焦電極和偏轉(zhuǎn)電極組成。要求：（1）使光電陰極發(fā)射的光電子盡可能多的會(huì)聚到第一倍增極的有效區(qū)域內(nèi)；（2）光電陰極各部分發(fā)射的光電子到達(dá)第一倍增極所經(jīng)歷的時(shí)間盡可能一致。3.倍增系統(tǒng)（Dynodes）：是指由各倍增極構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，各倍增極都是由二次電子發(fā)射體構(gòu)成。要求：二次電子發(fā)射系數(shù)要大4.陽(yáng)極陽(yáng)極是采用金屬網(wǎng)作的柵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把它置于靠近最末一級(jí)倍增極附近，用來(lái)收集最末一級(jí)倍增極發(fā)射出來(lái)的電子。要求：①接收性能良好，盡可能多的收集電子，工作在較大電流時(shí)，不至于產(chǎn)生空間電荷效應(yīng)。

②

輸出電容要小光電倍增管使用注意要點(diǎn)

不宜用強(qiáng)光，容易引起疲勞額定電壓和電流內(nèi)工作入射光斑尺寸和管子的有效陰極面尺寸向?qū)?yīng)電場(chǎng)屏蔽和磁屏蔽測(cè)交變光時(shí)，負(fù)載電阻不宜過(guò)大