《光电子发射探测器》PPT课件

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1、§3.2.3光电倍增管的主要特性参数一、灵敏度灵敏度是衡量光电倍增管探测光信号能力的一个重要参数。光谱响应　阴极灵敏度　阳极灵敏度11.阴极光照灵敏度：阴极输出光电流Ik与入射到光电阴极面上的光通量之比GV+HVEA10-5~10-2lm22.阳极光照灵敏度表示光电倍增管在接收分布温度为2856K的光辐射时阳极输出电流与入射光通量的比值GV－HVEA10-10~10-6lm3二、放大倍数(增益)电流增益就是光电倍增管的阳极输出电流与阴极光电子电流的比值。在理想情况下，具有n个倍增极，每个倍增极的平均二次电子发射率为的光电倍增

2、管的电流增益为n。二次电子发射率由下式给出：这里的C为一常数，V为极间电压，α为一由倍增极材料及其几何结构决定的系数，α的数值一般介于0.7和0.8之间。4如果光电倍增有n级倍增级，那么光电阴极发射的光电流经过各级倍增极倍增后，从阳极输出的电流:f为第一倍增极对阴极的收集率；g１g２...gn倍增极的电子收集率12…n倍增极二次电子发射系数5如果各倍增极的电子收集率和二次电子发射系数相等，那么光电倍增管的放大倍数6三、暗电流暗电流是指在施加规定的电压后，在无光照情况下测定的阳极电流。暗电流决定光电倍增管的极限灵敏度暗电

3、流组成热电子发射极间漏电流残余气体的离子发射玻璃闪烁场致发射减小暗电流的方法致冷、直流补偿、选频和锁相放大、电磁屏蔽法等。7四、噪声主要噪声：散粒噪声、闪烁噪声、电阻热噪声如果只有阴极产生散粒噪声，阳极噪声电流为：如果倍增系数相等，阳极噪声电流为：8五、伏安特性１.阴极伏安特性当入射光通量一定时，阴极光电流与阴极和第一倍增极之间的电压关系。Ik(nA)312Vk(V)92.阳极伏安特性当入射光通量一定时，阳极光电流与最后一级倍增极和阳极之间的电压关系IA(uA)312VA(V)10六、光电特性与线性造成非线性的原因:

4、(1)内因－空间电荷、光电阴极的电阻率、聚集或收集率的变化；(2)外因－由于信号电流造成负载电阻的负反馈和电压的再分配。11七、稳定性稳定性是指阳极电流随工作时间的变化，它在闪烁记数和光度测量中显得很重要。八、响应时间：入射光变化与输出电信号的变化的关系。1.上升时间2.渡越时间九、磁场特性磁场变化时，光电子运动轨迹的偏移。12§3.2.4光电倍增管的供电电路１.供电电压的极性阳极接地负高压供电：阳极信号输出方便，可以直流输出。但由于阴极屏蔽困难，阳极输出暗电流和噪声较大。GKPR1R2R3R4R5R7R613GKPR1R2R3

5、R4R5R7R6阴极接地的正高压供电：阳极信号输出必须通过耐高压、噪声小的隔直流电容器，因此只能输出交流信号。但可以得到较低的暗电流和噪声。142.分压电阻的确定3.并联电容的确定154.电压稳定性的要求锑化铯阴极银－镁阴极16§3.2.5光电倍增管的应用一、光谱学-----利用光吸收原理1.紫外/可见/近红外分光光度计光通过物质时使物质的电子状态发生变化，而失去部分能量，称为吸收。利用吸收进行定量分析:为确定样品物质的量，采用连续的光谱对物质进行扫描，并利用光电倍增管检测光通过被测物质前后的强度，即可得到被测物质吸收程度，计算

6、出物质的量。172.原子吸收分光光度计广泛地应用于微量金属元素的分析。对应于分析的各种元素，需要专用的元素灯，照射燃烧并雾化分离成原子状态的被测物质上，用光电倍增管检测光被吸收的强度，并与预先得到的标准样品比较。18二、利用发光原理１.发光分光光度计样品接受外部照射光的能量会产生发光，利用单色器将这种光的特征光谱线显示出来，用光电倍增管探测出特征光谱线是否存在及其强度。这种方法可以迅速地定性或定量地检查出样品中的元素。19２.荧光分光光度计荧光分光光度计依据生物化学，特别是分子生物学原理。物质受到光照射，发射长波的发光，这种光称

7、为荧光。用光电倍增管检测荧光的强度及光谱特性，可以定性或定量地分析样品成份。3.拉曼分光光度计用单色光照射物质后被散乱，这种散乱光中，只有物质特有量的不同波长光混合在里面。这种散乱光（拉曼光）进行分光测定，对物质进行定性定量的分析。由于拉曼发光极其微弱，因此检测工作需要复杂的光路系统，并且采用单光子计数法。20三、质量光谱学与固体表面分析固体表面分析固体表面的成分和结构，可以用极细的电子、离子、光或X射线的束流，入射到物质表面，对表面发出的电子、离子、X射线等进行测定来分析。这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中，如缺陷、

8、表面分析、吸附等。电子、离子、X射线一般采用电子倍增器或MCP来测定。21四、环境监测尘埃粒子计数器尘埃粒子计数器检测大气或室内环境中悬浮的粉尘或粒子的密度。它利用了尘埃粒子对光的散乱或β射线的吸收原理。浊度计当液体中有悬浮粒子时，入射光会粒子被吸收、折射。对人