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器件。PMT是光子技術(shù)器件中的一個重要產(chǎn)品,它是一種具有極高靈敏度和超快時間響應(yīng)的光探測器件?？蓮V泛應(yīng)用于光子計數(shù)、極微弱光探測、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光研究、極低能量射線探測、分光光度計、旋光儀、色度計、照度計、塵埃計、濁度計、光密度計、熱釋光量儀、輻射量熱計、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)窗式兩種類型。其主要工作過程如下：當(dāng)光照射到光陰極時，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進入倍增系統(tǒng)，并通過進一步的二次發(fā)射得到的倍增放大。然后把放大后的電子用陽極收集作為信號輸出。

光電倍增管的組成

光電倍增管的分類在通常情況下,側(cè)窗型光電倍增管的單價比較便宜（一般數(shù)百元/只）,在分光光度計、旋光儀和常規(guī)光度測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)了針對高能物理實驗用的，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)形式特點聚焦型直瓦片式極間電子渡越時間零散小，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弱光的倍增管，但極間電壓高時，有的電子可能越級穿過，收集率較低，渡越時間零散較大。盒柵式收集率較高（可達95%），結(jié)構(gòu)緊湊，但極間電子渡越時間零散較大。光電倍增管具體結(jié)構(gòu)1.光電陰極(Photocathode)把光電發(fā)射體鍍在金屬或透明材料（玻璃或石英玻璃）上就制成了光電陰極。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)射的光電子到達第一倍增極所經(jīng)歷的時間盡可能一致。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.陽極陽極是采用金屬網(wǎng)作的柵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把它置于靠近最末一級倍增極附近，用來收集最末一級倍增極發(fā)射出來的電子。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，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

不宜用強光，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)電場屏蔽和磁屏蔽測交變光時，負(fù)載電阻不宜過大