光電子發(fā)射探測(cè)器課件

真空光電器件光電管光電倍增管特點(diǎn)：靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快和噪聲小缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作電壓高，體積大真空光電器件光電管光電倍增管特點(diǎn)：靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速1§3.2.1光電陰極一、光電陰極的主要參數(shù)1.靈敏度光照靈敏度:光譜靈敏度§3.2.1光電陰極一、光電陰極的主要參數(shù)1.靈敏度光2２.量子效率它表示一定波長(zhǎng)的光子入射到光電陰極時(shí)，該陰極所發(fā)射的光電子數(shù)Ne(

)與入射的光子數(shù)Np(

)之比。也稱(chēng)量子產(chǎn)額Q(

)3.光譜響應(yīng)曲線４.熱電子發(fā)射：引起噪聲，限制探測(cè)靈敏度２.量子效率它表示一定波長(zhǎng)的光子入射到光電陰極時(shí)，該陰極所發(fā)3二、銀氧銫(Ag-O-Cs)光電陰極350nm,800nm二、銀氧銫(Ag-O-Cs)光電陰極350nm,8004三、單堿銻化物光電陰極金屬銻與堿金屬鋰、鈉、鉀、銣、銫中的一種化合，能形成具有穩(wěn)定光電發(fā)射的發(fā)射體。最常用的是銻化銫，其陰極靈敏度最高，廣泛用于紫外和可見(jiàn)光區(qū)的光電探測(cè)器中。四、多堿銻化物光電陰極當(dāng)銻和幾種堿金屬形成化合物時(shí)，具有更高的響應(yīng)率三、單堿銻化物光電陰極金屬銻與堿金屬鋰、鈉、鉀、銣、銫中的一5五、紫外光電陰極通常來(lái)說(shuō)對(duì)可見(jiàn)光靈敏的光電陰極對(duì)紫外光也有較高的量子效率。有時(shí)，為了消除背景輻射的影響，要求光電陰極只對(duì)所探測(cè)的紫外輻射信號(hào)靈敏，而對(duì)可見(jiàn)光無(wú)響應(yīng)。這樣的光電陰極有碲化銫(CsTe,320nm)和碘化銫(CsI,200nm)五、紫外光電陰極通常來(lái)說(shuō)對(duì)可見(jiàn)光靈敏的光電陰極對(duì)紫外光也有較6六、負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極常規(guī)的光電陰極屬于正電子親和勢(shì)(PEA)類(lèi)型，即表面的真空能級(jí)位于導(dǎo)帶之上。如果給半導(dǎo)體的表面作特殊處理，使表面區(qū)域能帶彎曲，真空能級(jí)降低到導(dǎo)帶之下，從而使有效的電子親和勢(shì)為負(fù)值，經(jīng)過(guò)特殊處理的陰極稱(chēng)作負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極(NEA)。六、負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極常規(guī)的光電陰極屬于正電子親和勢(shì)(7EA1Eg1Eg2EA2Ev1Ec1E0Ec2Ev2SiCs2OEv1EC1EfEAeE0EdEA2Ev2+++---Si-CsO2光電陰極：在p型Si基上涂一層金屬Cs，經(jīng)過(guò)特殊處理而形成n型Cs2O。在交界區(qū)形成耗盡層，耗盡區(qū)的電位下降Ed,造成能帶彎曲。對(duì)于P型Si的發(fā)射閾值是Ed1=EA1+Eg1,電子進(jìn)入導(dǎo)帶后需要克服親和勢(shì)EA1才能逸出表面。由于表面存在n型薄層，使耗盡區(qū)的電位下降，表面電位降低Ed。光電子在表面受到耗盡區(qū)電場(chǎng)的作用。EA1Eg1Eg2EA2Ev1Ec1E0Ec2Ev2SiCs8從Si的導(dǎo)帶底部漂移到表面Cs2O的導(dǎo)帶底部。此時(shí)，電子只需克服EA2就能逸出表面。對(duì)于P型Si的光電子需克服的有效親和勢(shì)為EAe=EA2-Ed由于能級(jí)彎曲，使Ed>EA2,這樣就形成了負(fù)電子親和勢(shì)。負(fù)電子親和勢(shì)陰極與正電子親和勢(shì)陰極的區(qū)別：1.參與發(fā)射的電子是導(dǎo)帶的熱化電子，或稱(chēng)為“冷”電子；從Si的導(dǎo)帶底部漂移到表面Cs2O的導(dǎo)帶底部。此時(shí)，電子只需9２.NEA陰極中導(dǎo)帶的電子逸入真空不需作功。特點(diǎn)：1.高吸收，低反射性質(zhì)；2.高量子效率，50%~60%,長(zhǎng)波到達(dá)9%;3.光譜響應(yīng)可以達(dá)到1m以上；4.冷電子發(fā)射光譜能量分布較集中，接近高斯分布5.光譜響應(yīng)平坦；6.暗電流?。?.在可見(jiàn)、紅外區(qū)，能獲得高響應(yīng)度；8.工藝復(fù)雜，售價(jià)昂貴。２.NEA陰極中導(dǎo)帶的電子逸入真空不需作功。特點(diǎn)：1.高吸收10§3.2.2光電管與光電倍增管的工作原理一、真空光電管1、結(jié)構(gòu)與工作原理真空光電管構(gòu)造示意圖

真空光電管由玻殼、光電陰極和陽(yáng)極三部分組成?！?.2.2光電管與光電倍增管的工作原理一、真空光電管1、11光電陰極即半導(dǎo)體光電發(fā)射材料，涂于玻殼內(nèi)壁，受光照時(shí)，可向外發(fā)射光電子。陽(yáng)極是金屬環(huán)或金屬網(wǎng)，置于光電陰極的對(duì)面，加正的高電壓，用來(lái)收集從陰極發(fā)射出來(lái)的電子。

優(yōu)點(diǎn)：光電陰極面積大，靈敏度較高，一般積分靈敏度可達(dá)20～200μA/lm；暗電流小，最低可達(dá)10-14A；光電發(fā)射弛豫過(guò)程極短。

缺點(diǎn)：真空光電管體積大、工作電壓高,達(dá)百伏到數(shù)百伏、玻殼容易破碎等

光電陰極即半導(dǎo)體光電發(fā)射材料，涂于玻殼內(nèi)壁，受光照時(shí)，可向外12二、光電倍增管1、光電倍增管組成及工作原理光電倍增管由五個(gè)主要部分組成：光窗、光電陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)、電子倍增系統(tǒng)和陽(yáng)極。

二、光電倍增管1、光電倍增管組成及工作原理光電倍增管由五個(gè)主13光電子發(fā)射探測(cè)器ppt課件14工作原理：1.光子透過(guò)入射窗口入射在光電陰極上;2.光電陰極上的電子受光子激發(fā)，離開(kāi)表面發(fā)射到真空中;3.光電子通過(guò)電場(chǎng)加速和電子光學(xué)系統(tǒng)聚焦入射到第一倍增級(jí)上，倍增級(jí)將發(fā)射出比入射電子數(shù)目更多的二次電子。入射電子經(jīng)N級(jí)倍增極倍增后，光電子就放大N次；4.經(jīng)過(guò)倍增后的二次電子由陽(yáng)極收集，形成陽(yáng)極光電流。工作原理：15光電倍增管工作原理圖光電倍增管工作原理圖16光電子發(fā)射探測(cè)器ppt課件17２.入射窗口和光電陰極結(jié)構(gòu)２.入射窗口和光電陰極結(jié)構(gòu)18硼硅玻璃

這是一種常用的玻璃材料，可以透過(guò)從近紅外至300nm的入射光，但不適合于紫外區(qū)的探測(cè)。無(wú)鉀玻璃中只有極低含量的鉀，其中的K40會(huì)造成暗計(jì)數(shù)。所以通常用于閃爍計(jì)數(shù)的光電倍增管不僅入射窗，而且玻璃側(cè)管也使用無(wú)鉀玻璃，就是為了降低暗計(jì)數(shù)透紫玻璃（UV玻璃）

這種玻璃材料就象其名字所表達(dá)的那樣，可以很好地透過(guò)紫外光，和硼硅玻璃一樣被廣泛使用。分光應(yīng)用領(lǐng)域一般都要求用透紫玻璃，其截止波長(zhǎng)可接近185nm。

窗口材料硼硅玻璃這是一種常用的玻璃材料，可以透過(guò)從近紅外至30019合成石英

合成石英可以將透過(guò)的紫外光波長(zhǎng)延伸至160nm，并且在紫外區(qū)比熔融石英玻璃有更低的吸收。合成石英材料的膨脹系數(shù)與芯柱用玻璃的膨脹系數(shù)有很大差別，所以，用熱膨脹系數(shù)漸變的封接材料與合成石英逐漸過(guò)渡。因此，此類(lèi)光電倍增管的強(qiáng)度易受外界震動(dòng)的破壞，使用中要采取足夠的保護(hù)措施。

氟化鎂（鎂氟化物）該材料具有極好的紫外線透過(guò)性，但同時(shí)也有易潮解的不利因素。盡管如此，氟化鎂仍以其接近115nm的紫外透過(guò)能力而成為一種實(shí)用的光窗材料。

合成石英

合成石英可以將透過(guò)的紫外光波長(zhǎng)延伸至160nm，20３.電子光學(xué)系統(tǒng)電子光學(xué)系統(tǒng)是適當(dāng)設(shè)計(jì)的電極結(jié)構(gòu)，作用：使前一級(jí)發(fā)射出來(lái)的電子盡可能沒(méi)有散失地落到下一個(gè)倍增極上，即使下一級(jí)的收集率接近1；并使前一級(jí)各部分發(fā)射出來(lái)的電子，落到后一級(jí)上所經(jīng)歷的時(shí)間盡可能相同，即渡越時(shí)間零散最小。

３.電子光學(xué)系統(tǒng)電子光學(xué)系統(tǒng)是適當(dāng)設(shè)計(jì)的電極結(jié)構(gòu)，214.電子倍增極二次電子發(fā)射：具有足夠動(dòng)能的電子轟擊某些材料時(shí)，材料表面將發(fā)射新的電子。二次發(fā)射系數(shù)：二次發(fā)射的電子數(shù)N2與入射的一次電子數(shù)N1的比值4.電子倍增極二次電子發(fā)射：具有足夠動(dòng)能的電子轟擊某些材料時(shí)22倍增級(jí)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在使用的電子倍增系統(tǒng)主要有以下幾類(lèi)：環(huán)形聚焦型

環(huán)形聚焦型結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于側(cè)窗型光電倍增管。其主要特點(diǎn)為緊湊的結(jié)構(gòu)和快速時(shí)間響應(yīng)特性。

倍增級(jí)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在使用的電子倍增系統(tǒng)主要有以下幾類(lèi)：23盒柵型

這種結(jié)構(gòu)包括了一系列的四分之一圓柱形的倍增極，并因其相對(duì)簡(jiǎn)單的倍增極結(jié)構(gòu)和一致性的改良而被廣泛地應(yīng)用于端窗型光電倍增管，但在一些應(yīng)用中，其時(shí)間響應(yīng)可能略顯緩慢。

盒柵型

這種結(jié)構(gòu)包括了一系列的四分之一圓柱形的24直線聚焦型直線聚焦型因其極快的時(shí)間響應(yīng)而被廣泛地應(yīng)用于要求時(shí)間分辨和線性脈沖研究用的端窗型光電倍增管中。

直線聚焦型直線聚焦型因其極快的時(shí)間響應(yīng)而被廣泛地應(yīng)用于要求時(shí)25百葉窗型百葉窗型結(jié)構(gòu)因倍增極可以較大而被用于大陰極的光電倍增管中，其一致性較好，可以有大的脈沖輸出電流。這種結(jié)構(gòu)多用于不太要求時(shí)間響應(yīng)的場(chǎng)合。

百葉窗型百葉窗型結(jié)構(gòu)因倍增極可以較大而被用于大陰極的光電倍增26

細(xì)網(wǎng)型

細(xì)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)擁有封閉的精密組合的網(wǎng)狀倍增極，而使其具有極強(qiáng)的抗磁性、一致性和脈沖線性輸出特性。另外，當(dāng)使用交疊陽(yáng)極或多陽(yáng)極結(jié)構(gòu)輸出情況下，還具有位置靈敏特性。

細(xì)網(wǎng)型

細(xì)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)擁有封閉的精密組合的網(wǎng)狀倍27微通道板（MCP）型MCP是上百萬(wàn)的微小玻璃管（通道）彼此平行地集成為薄形盤(pán)片狀而形成。每個(gè)通道都是一個(gè)獨(dú)立的電子倍增器。MCP比任何分離電極倍增極結(jié)構(gòu)具有超快的時(shí)間響應(yīng)，并且當(dāng)采用多陽(yáng)極輸出結(jié)構(gòu)時(shí)，在磁場(chǎng)中仍具有良好的一致性和二維探測(cè)能力。

微通道板（MCP）型285.陽(yáng)極陽(yáng)極作用是接收從末級(jí)倍增極發(fā)射出的二次電子，通過(guò)引線向外輸出電流。對(duì)于陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)要求具有較高的電子收集率，能承受較大的電流密度，并且在陽(yáng)極附近的空間不至于產(chǎn)生空間電荷效應(yīng)5.陽(yáng)極陽(yáng)極作用是接收從末級(jí)倍增極發(fā)射出的二次電子，通過(guò)引線29§3.2.3光電倍增管的主要特性參數(shù)一、靈敏度靈敏度是衡量光電倍增管探測(cè)光信號(hào)能力的一個(gè)重要參數(shù)光譜響應(yīng)陰極靈敏度陽(yáng)極靈敏度§3.2.3光電倍增管的主要特性參數(shù)一、靈敏度靈敏度是衡30陰極光照靈敏度：陰極輸出光電流Ik與入射到光電陰極面上的光通量

之比：GV+HVEA10-5~10-2lm陰極光照靈敏度：GV+HVEA10-5~10-2lm31陽(yáng)極光照靈敏度表示光電倍增管在接收分布溫度為2856K的光輻射時(shí)陽(yáng)極輸出電流與入射光通量的比值：GV－HVEA10-10~10-6lm陽(yáng)極光照靈敏度GV－HVEA10-10~10-6lm32二、放大倍數(shù)(增益)光電倍增管的陰極產(chǎn)生的很小的光電子電流，可以放大成較大的陽(yáng)極輸出電流：

二次電子發(fā)射，產(chǎn)生多于光電子數(shù)目的電子流。連續(xù)地重復(fù)這一過(guò)程，直到最末倍增極的二次電子發(fā)射被陽(yáng)極收集，從而達(dá)到了電流放大的作用。電流增益就是光電倍增管的陽(yáng)極輸出電流與陰極光電子電流的比值。在理想情況下，具有n個(gè)倍增極，每個(gè)倍增極的平均二次電子發(fā)射率為

的光電倍增管的電流增益為

n。二次電子發(fā)射率

由下式給出：

二、放大倍數(shù)(增益)光電倍增管的陰極產(chǎn)生的很小的光電子電流，33這里的C為一常數(shù)，V為極間電壓，α為一由倍增極材料及其幾何結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)，α的數(shù)值一般介于0.7和0.8之間。

如果光電倍增有n級(jí)倍增級(jí)，那么光電陰極發(fā)射的光電流經(jīng)過(guò)各級(jí)倍增極倍增后，從陽(yáng)極輸出的電流:

０為電子光學(xué)系統(tǒng)的收集率；

１

２..

n倍增極的電子收集率

1

2

n倍增極二次電子發(fā)射系數(shù)這里的C為一常數(shù)，V為極間電壓，α為一由倍增極材料及其幾何結(jié)34設(shè)陽(yáng)極電子收集率為1，如果各倍增極的電子收集率和二次電子發(fā)射系數(shù)，那么光電倍增管的放大倍數(shù)放大倍數(shù)也可以表示為設(shè)陽(yáng)極電子收集率為1，如果各倍增極的電子收集率和二次電子發(fā)射35三、暗電流暗電流是指在施加規(guī)定的電壓后，在無(wú)光照情況下測(cè)定的陽(yáng)極電流。暗電流決定光電倍增管的極限靈敏度暗電流組成熱電子發(fā)射極間漏電流殘余氣體的離子發(fā)射玻璃閃爍場(chǎng)致發(fā)射三、暗電流暗電流是指在施加規(guī)定的電壓后，在無(wú)光照情況下測(cè)定的36減小暗電流的方法直流補(bǔ)償選頻和鎖相放大致冷電磁屏蔽法磁場(chǎng)散焦法PMT減小暗電流的方法直流補(bǔ)償選頻和鎖相放大致冷電磁屏蔽法磁場(chǎng)散焦37光電子發(fā)射探測(cè)器ppt課件38四、噪聲散粒噪聲閃爍噪聲電阻熱噪聲四、噪聲散粒噪聲閃爍噪聲電阻熱噪聲39五、伏安特性１.陰極伏安特性當(dāng)入射光通量一定時(shí)，陰極光電流與陰極和第一倍增極之間的電壓關(guān)系.Ik(nA)

3

1

2Vk(V)五、伏安特性１.陰極伏安特性當(dāng)入射光通量一定時(shí)，陰極光電流與402.陽(yáng)極伏安特性當(dāng)入射光通量一定時(shí)，陽(yáng)極光電流與最后一級(jí)倍增極和陽(yáng)極之間的電壓關(guān)系Ik(uA)

3

1

2Vp(V)2.陽(yáng)極伏安特性當(dāng)入射光通量一定時(shí)，陽(yáng)極光電流與最后一級(jí)倍增41六、線性造成非線性的原因:(1)內(nèi)因－空間電荷、光電陰極的電阻率、聚集或收集率的變化；(2)外因－由于信號(hào)電流造成負(fù)載電阻的負(fù)反饋和電壓的再分配。六、線性造成非線性的原因:42七、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指陽(yáng)極電流隨工作時(shí)間的變化，它在閃爍記數(shù)和光度測(cè)量中顯得很重要。１.靈敏度的慢漂移2.滯后效應(yīng)七、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指陽(yáng)極電流隨工作時(shí)間的變化，它在閃爍記數(shù)和43八、響應(yīng)時(shí)間：入射光變化輸出電信號(hào)的變化1.上升時(shí)間2.渡越時(shí)間九、磁場(chǎng)特性磁場(chǎng)變化時(shí)，光電子運(yùn)動(dòng)軌跡的偏移八、響應(yīng)時(shí)間：九、磁場(chǎng)特性44§3.2.4光電倍增管的供電和信號(hào)輸出電路一、高壓供電１.供電電壓的極性陽(yáng)極接地負(fù)高壓供電：陽(yáng)極信號(hào)輸出方便，可以直流輸出。但由于陰極屏蔽困難，陽(yáng)極輸出暗電流和噪聲較大。陰極接地的正高壓供電：陽(yáng)極信號(hào)輸出必須通過(guò)耐高壓、噪聲小的隔直流電容器，因此只能輸出交流信號(hào)。但可以得到較低的暗電流和噪聲。§3.2.4光電倍增管的供電和信號(hào)輸出電路一、高壓供電１45２、分壓器設(shè)計(jì)GKPR1R2R3R4R5R7R61.DC輸出型２、分壓器設(shè)計(jì)GKPR1R2R3R4R5R7R61.DC輸出46理想曲線真實(shí)曲線入射光通量輸出電流與分壓器電流比１理想曲線真實(shí)曲線入射光通量輸出電流與分壓器電流比１472脈沖輸出型GKPR1R2R3R4R5R7R62脈沖輸出型GKPR1R2R3R4R5R7R648二、信號(hào)輸出

光電倍增管輸出一個(gè)電流信號(hào)，而與其相聯(lián)的后續(xù)電路，一般是基于電壓信號(hào)而設(shè)計(jì)的，因此，常用一個(gè)負(fù)載電阻來(lái)完成電流-電壓的轉(zhuǎn)換。在此，我們來(lái)研究一下負(fù)載電阻的選取。由于光電倍增管輸出電流很小，而且實(shí)際上常常將其看作一個(gè)恒流源，因此，一般認(rèn)為負(fù)載電阻可以任意大地選取，從而從一個(gè)較低的電流信號(hào)，得到一個(gè)很高的電壓信號(hào)。但是實(shí)際上，較大的負(fù)載電阻會(huì)導(dǎo)致頻率響應(yīng)和輸出線性的惡化。二、信號(hào)輸出

光電倍增管輸出一個(gè)電流信號(hào)，而與其49若負(fù)載電阻為RL，光電倍增管陽(yáng)極和其它電極之間的靜電電容量以及由于布線等引起的雜散電容量的總和為Cs，則截止頻率fc：

上式可以看到，盡管光電倍增管和放大器有極快的響應(yīng)時(shí)間，輸出線路響應(yīng)也將受到截止頻率fc的限制。如果負(fù)載電阻RL值較高，在較高輸出電流情況下，負(fù)載電阻將導(dǎo)致陽(yáng)極電位電壓降增大，造成陽(yáng)極-末倍增極電壓降低，從而降低了輸出線性（輸出電流與入射光的比例關(guān)系）。

若負(fù)載電阻為RL，光電倍增管陽(yáng)極和其它電極之間的靜電電容量以50２.運(yùn)算放大器輸出PMTVRfCf輸出的電壓這是一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的I—V(電流—電壓)轉(zhuǎn)換器２.運(yùn)算放大器輸出PMTVRfCf輸出的電壓這是一個(gè)由運(yùn)算放51§3.2.5光電倍增管的應(yīng)用一、光譜學(xué)-----利用光吸收原理

1.紫外/可見(jiàn)/近紅外分光光度計(jì)

光通過(guò)物質(zhì)時(shí)使物質(zhì)的電子狀態(tài)發(fā)生變化，而失去部分能量，稱(chēng)為吸收。利用吸收進(jìn)行定量分析:為確定樣品物質(zhì)的量，采用連續(xù)的光譜對(duì)物質(zhì)進(jìn)行掃描，并利用光電倍增管檢測(cè)光通過(guò)被測(cè)物質(zhì)前后的強(qiáng)度，即可得到被測(cè)物質(zhì)吸收程度，計(jì)算出物質(zhì)的量。

§3.2.5光電倍增管的應(yīng)用一、光譜學(xué)-----利用522.原子吸收分光光度計(jì)

廣泛地應(yīng)用于微量金屬元素的分析。對(duì)應(yīng)于分析的各種元素，需要專(zhuān)用的元素?zé)簦丈淙紵㈧F化分離成原子狀態(tài)的被測(cè)物質(zhì)上，用光電倍增管檢測(cè)光被吸收的強(qiáng)度，并與預(yù)先得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品比較。

2.原子吸收分光光度計(jì)廣泛地應(yīng)用于微量金屬元素的分析。53二、利用發(fā)光原理１.發(fā)光分光光度計(jì)

樣品接受外部照射光的能量會(huì)產(chǎn)生發(fā)光，利用單色器將這種光的特征光譜線顯示出來(lái)，用光電倍增管探測(cè)出特征光譜線是否存在及其強(qiáng)度。這種方法可以迅速地定性或定量地檢查出樣品中的元素。

二、利用發(fā)光原理１.發(fā)光分光光度計(jì)

樣品接受外部照射光的能54２.熒光分光光度計(jì)

熒光分光光度計(jì)依據(jù)生物化學(xué)，特別是分子生物學(xué)原理。物質(zhì)受到光照射，發(fā)射長(zhǎng)波的發(fā)光，這種光稱(chēng)為熒光。用光電倍增管檢測(cè)熒光的強(qiáng)度及光譜特性，可以定性或定量地分析樣品成份。

3.拉曼分光光度計(jì)

用單色光照射物質(zhì)后被散亂，這種散亂光中，只有物質(zhì)特有量的不同波長(zhǎng)光混合在里面。這種散亂光（拉曼光）進(jìn)行分光測(cè)定，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性定量的分析。由于拉曼發(fā)光極其微弱，因此檢測(cè)工作需要復(fù)雜的光路系統(tǒng)，并且采用單光子計(jì)數(shù)法。

２.熒光分光光度計(jì)

熒光分光光度計(jì)依據(jù)生物化學(xué)，特別是分子55三、質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析

固體表面分析

固體表面的成分和結(jié)構(gòu)，可以用極細(xì)的電子、離子、光或X射線的束流，入射到物質(zhì)表面，對(duì)表面發(fā)出的電子、離子、X射線等進(jìn)行測(cè)定來(lái)分析。這種技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域被用于半導(dǎo)體的檢查中，如缺陷、表面分析、吸附等。電子、離子、X射線一般采用電子倍增器或MCP來(lái)測(cè)定。

三、質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析固體表面分析

固體表面的成分56四、環(huán)境監(jiān)測(cè)

塵埃粒子計(jì)數(shù)器

塵埃粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)大氣或室內(nèi)環(huán)境中懸浮的粉塵或粒子的密度。它利用了塵埃粒子對(duì)光的散亂或β射線的吸收原理。

濁度計(jì)

當(dāng)液體中有懸浮粒子時(shí)，入射光會(huì)粒子被吸收、折射。對(duì)人的眼睛來(lái)看是模糊的，而濁度計(jì)正是利用了光的透過(guò)折射和散射原理，并用數(shù)據(jù)來(lái)表示的裝置。

四、環(huán)境監(jiān)測(cè)塵埃粒子計(jì)數(shù)器

塵埃粒子計(jì)數(shù)器檢測(cè)大氣或室內(nèi)57五、生物技術(shù)

細(xì)胞分類(lèi)

細(xì)胞分類(lèi)儀是利用熒光物質(zhì)對(duì)細(xì)胞標(biāo)定后，用激光照射，細(xì)胞的熒光、散亂光用光電倍增管進(jìn)行觀察，對(duì)特定的細(xì)胞進(jìn)行選別的裝置

熒光計(jì)

細(xì)胞分類(lèi)的最終目的是分離細(xì)胞，為此，有一種用于對(duì)細(xì)胞、化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行解析的裝置，它稱(chēng)為熒光計(jì)。它對(duì)細(xì)胞、染色體發(fā)出的熒光、散亂光的熒光光譜、量子效率、偏光、壽命等進(jìn)行測(cè)定。

五、生物技術(shù)細(xì)胞分類(lèi)

細(xì)胞分類(lèi)儀是利用熒光物質(zhì)對(duì)細(xì)胞標(biāo)定58六、醫(yī)療應(yīng)用

γ相機(jī)

將放射性同位素標(biāo)定試劑注入病人體內(nèi)，通過(guò)γ相機(jī)可以得到斷層圖象，來(lái)判別病灶。從閃爍掃描器開(kāi)始，經(jīng)逐步改良，γ相機(jī)的性能得到快速的發(fā)展。光電倍增管通過(guò)光導(dǎo)和大面積NaI（Tl）組合成探測(cè)器

正電子CT

放射線同位素（C11、O15、N18、F18等）標(biāo)識(shí)的試劑投入病人體內(nèi)，發(fā)射出的正電子同體內(nèi)結(jié)合時(shí)，放出淬滅γ線，用光電倍增管進(jìn)行計(jì)數(shù)，用計(jì)算機(jī)作成體內(nèi)正電子同位素分布的斷層畫(huà)面，這種裝置稱(chēng)為正電子CT。

六、醫(yī)療應(yīng)用γ相機(jī)

將放射性同位素標(biāo)定試劑注入病人體內(nèi)，通59液體閃爍計(jì)數(shù)

液體閃爍計(jì)數(shù)應(yīng)用于年代分析和生物化學(xué)等領(lǐng)域。將含有放射性同位素物質(zhì)溶于有機(jī)閃爍體內(nèi)，并置于兩個(gè)光電倍增管之間，兩個(gè)光電倍增管同時(shí)檢測(cè)有機(jī)閃爍體的發(fā)光。

臨床檢查

通過(guò)對(duì)血液、尿液中微量的胰島素、激素、殘留藥物及病毒等對(duì)于抗原、抗體的作用特性，進(jìn)行臨床身體檢查、診斷治療效果等。光電倍增管對(duì)被同位素、酶、熒光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光物質(zhì)等標(biāo)識(shí)的抗原體的量進(jìn)行化學(xué)測(cè)定。

液體閃爍計(jì)數(shù)

液體閃爍計(jì)數(shù)應(yīng)用于年代分析和生物化學(xué)等領(lǐng)域。將60七、射線測(cè)定

區(qū)域檢測(cè)儀

可以連續(xù)地檢測(cè)環(huán)境輻射水平。它采用光電倍增管與閃爍體組合的方式，完成對(duì)低水平的α射線和γ射線的檢測(cè)。

射線測(cè)量?jī)x

射線測(cè)量?jī)x采用光電倍增管與閃爍體組合的方式完成對(duì)低水平的γ射線和β射線的檢測(cè)。

七、射線測(cè)定區(qū)域檢測(cè)儀

可以連續(xù)地檢測(cè)環(huán)境輻射水平。它采61八、資源調(diào)查

石油測(cè)井應(yīng)用

石油測(cè)井中用以確定石油沉積位置以及儲(chǔ)量等。內(nèi)藏放射源、光電倍增管和閃爍體的探頭進(jìn)入井中，分析放射源被散射的以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的自然射線，判斷油井周?chē)牡貙宇?lèi)型及密度八、資源調(diào)查石油測(cè)井應(yīng)用

石油測(cè)井中用以確定石油沉積位置62九、工業(yè)計(jì)測(cè)

厚度計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)中的諸如紙張、塑料、鋼材等的厚度檢測(cè)，可以通過(guò)包括放射源、光電倍增管和閃爍體的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于低密度物質(zhì)，比如橡膠、塑料、紙張等，采用β射線源；諸如鋼板等的高密度物質(zhì)則使用γ射線。（在電鍍、蒸發(fā)控制等處，鍍膜的厚度可使用X射線熒光光度計(jì)）

半導(dǎo)體檢查系統(tǒng)

廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片的缺陷檢查、掩膜錯(cuò)位等。芯片的缺陷檢查裝置中用光電倍增管檢測(cè)芯片被激光照射后，塵埃、污染、缺陷等產(chǎn)生的散亂光。