傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 8.3-知識(shí)點(diǎn)：光電倍增管

傳感器應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目八基于光電式傳感器倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)與制作光電倍增管（PMT）（1）結(jié)構(gòu)：

側(cè)窗式端窗式

光電倍增管由光陰極、次陰極（倍電極）以及陽極三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖7-5（a）所示。光陰極由半導(dǎo)體材料銻銫制成；次陰極是在鎳或銅-鈹襯底上涂銻銫材料而形成的，通常為12～14級(jí)，多者達(dá)30級(jí)；陽極是最后用來收集電子的，它輸出的是電壓脈沖。1.光電倍增管的結(jié)構(gòu)及工作原理1.光電倍增管的結(jié)構(gòu)及工作原理1.光電倍增管的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）工作原理1）光子透過入射窗口射在光電陰極上；2）光電陰極上的電子受光子激發(fā)，離開表面發(fā)射到真空中；3）光電子通過電場(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)倍增級(jí)倍增后，光電子就放大N次；4）經(jīng)過倍增后的二次電子由陽極收集，形成陽極光電流。2.光電倍增管的主要參數(shù)和特性（1）光電倍增管的倍增系數(shù)與工作電壓的關(guān)系光電倍增管若倍增極的二次電子發(fā)射系數(shù)為，則具有n個(gè)相同倍增極的光電倍增管的倍增系數(shù)為

因此陽極電流為式中，

——光陰極的光電流此光電倍增管電流放大倍數(shù)為2.光電倍增管的主要參數(shù)和特性（2）光電倍增管的伏安特性陰極伏安特性：在入射到光電倍增管陰極面上的光通量一定時(shí)，陰極電流與陰極和第一倍增極之間的電壓（稱陰極電壓）的關(guān)系曲線叫陰極伏安特性，經(jīng)研究，在陰極電壓較小時(shí)，陰極電流隨著陰極電壓的增大而增加，直到陰極電壓大于一定值后，陰極電流才趨向飽和，且與入射光通量成線性關(guān)系。陽極伏安特性：在入射到光電倍增管陽極面上的光通量一定時(shí)，陽極電流與陽極和末級(jí)倍增極之間的電壓（稱陽極電壓）的關(guān)系曲線叫陽極伏安特性。性質(zhì)同陰極伏安特性。2.光電倍增管的主要參數(shù)和特性（3）光電倍增管的光電特性陽極光電流與入射于光電陰極的光通量之間的函數(shù)關(guān)系，稱為倍增管的光電特性。

對(duì)于較好的管子，在很寬的光通量范圍之內(nèi)，這個(gè)關(guān)系是線性的，即入射光通量小于10-4lm時(shí)，有較好的線性關(guān)系。光通量大，開始出現(xiàn)非線性。2.光電倍增管的主要參數(shù)和特性（4）光電倍增管的暗電流如果將光電倍增管置于無光的黑暗環(huán)境中，當(dāng)施加正常的使用電壓時(shí)，光電倍增管將產(chǎn)生微弱的電流，此電流稱為暗電流。實(shí)際上，很多物質(zhì)的參數(shù)都不會(huì)存在絕對(duì)的0值，就像世界上沒有完美的導(dǎo)體、沒有完美的絕緣體、沒有完美的圓、沒有完美的直線、沒有完美的對(duì)稱、沒有完美的人生，我們只能追求相對(duì)完美，在一定范圍內(nèi)滿足要求即可接受。3.光電倍增管的應(yīng)用舉例光電倍增管用在光學(xué)測(cè)量?jī)x器和光譜分析儀器中。它能在低能級(jí)光度學(xué)和光譜學(xué)方面測(cè)量波長200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計(jì)數(shù)器的出現(xiàn)，擴(kuò)大了光電倍增管的應(yīng)用范圍。激光檢測(cè)儀器的發(fā)展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關(guān)。電視電影的發(fā)射和圖象傳送也離不開光電倍增管。光電倍增管廣泛地應(yīng)用在冶金、