光电倍增管演示文稿1

1、光电倍增管光电倍增管PhotoMultiplier Tube PMT 光电倍增管：利用外光电效应和二次电子发射相结合，即把微弱的光输入转化为光电子，并使光电子获得倍增的一种光电探测器件。PMT是光子技术器件中的一个重要产品,它是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光探测器件。可广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中 。PMTPMTPMT光电倍增管的组成光电倍增管由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）等组成。典型的光

2、电倍增管按入射光接收方式可分为端窗式和侧窗式两种类型。其主要工作过程如下：当光照射到光阴极时，光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，并通过进一步的二次发射得到的倍增放大。然后把放大后的电子用阳极收集作为信号输出。光电倍增管的组成光电倍增管的分类 在通常情况下,侧窗型光电倍增管的单价比较便宜（一般数百元/只）,在分光光度计、旋光仪和常规光度测定方面具有广泛的应用。大部分的侧窗型光电倍增管使用不透明光阴极（反射式光阴极）和环形聚焦型电子倍增极结构,这种结构能够使其在较低的工作电压下具有较高的灵敏度。 端窗型光电倍增管也称顶窗型光电倍增管。其价格一般在千元以上,它是在其入射

3、窗的内表面上沉积了半透明的光阴极（透过式光阴极）,这使其具有优于侧窗型的均匀性。端窗型光电倍增管的特点是拥有从几十平方毫米到几百平方厘米的光阴极,另外,现在还出现了针对高能物理实验用的，可以广角度捕获入射光的大尺寸半球形光窗的光电倍增管。各种倍增极的结构形式各种倍增极的结构形式a) 百叶窗式百叶窗式 b) 盒栅式盒栅式 c) 直瓦片式直瓦片式 d) 圆瓦片式圆瓦片式倍倍 增增 极极结构形式结构形式特特 点点聚聚焦焦型型直瓦直瓦片式片式极间电子渡越时间零散小，但绝缘支架可极间电子渡越时间零散小，但绝缘支架可能能积累电荷积累电荷而影响电子光学系统的稳定性而影响电子光学系统的稳定性圆瓦圆瓦片式片式结

4、构紧凑，体积小，但结构紧凑，体积小，但灵敏度灵敏度的均匀性差的均匀性差些。些。非非聚聚焦焦型型百叶百叶窗式窗式工作面积大，与大面积光电阴极配合可制工作面积大，与大面积光电阴极配合可制成探测弱光的倍增管，但极间电压高时，成探测弱光的倍增管，但极间电压高时，有的电子可能越级穿过，有的电子可能越级穿过，收集率较低，渡收集率较低，渡越时间零散较大越时间零散较大。盒栅盒栅式式收集率较高（可达收集率较高（可达95%），结构紧凑，但），结构紧凑，但极间电子极间电子渡越时间零散较大渡越时间零散较大。光电倍增管具体结构光电倍增管具体结构1.光电阴极光电阴极(Photo cathode)把光电发射体镀在金属把光电

5、发射体镀在金属或透明材料（玻璃或石英玻璃）上就制成了光电或透明材料（玻璃或石英玻璃）上就制成了光电阴极。阴极。2.电子光学系统电子光学系统 是指是指光电阴极光电阴极至至第一倍增极之间第一倍增极之间的区域。的区域。 电子光学系统在结构上主要由电子光学系统在结构上主要由聚焦电极聚焦电极和和偏转电偏转电极极组成。组成。 要求：要求： （1）使光电阴极发射的光电子尽可能多的会聚）使光电阴极发射的光电子尽可能多的会聚到第一倍增极的有效区域内；到第一倍增极的有效区域内； （2）光电阴极各部分发射的光电子到达第一倍）光电阴极各部分发射的光电子到达第一倍增极所经历的时间尽可能一致。增极所经历的时间尽可能一致。

6、3.倍增系统（倍增系统（Dynodes ） ：是指由各倍增极构成的综合系统，：是指由各倍增极构成的综合系统，各倍增极都是由各倍增极都是由二次电子发射体二次电子发射体构成。构成。 要求：要求：二次电子发射系数要大二次电子发射系数要大4.阳极阳极 阳极是采用金属网作的栅网状结构，把它置于靠近最末一级阳极是采用金属网作的栅网状结构，把它置于靠近最末一级倍增极附近，用来收集最末一级倍增极发射出来的电子。倍增极附近，用来收集最末一级倍增极发射出来的电子。 要求：要求： 接收性能良好，尽可能多的收集电子，工作在较大电流时，接收性能良好，尽可能多的收集电子，工作在较大电流时，不至于产生不至于产生空间电荷效应。空间电荷效应。 输出电容要小输出电容要小光电倍增管使用注意要点光电倍增管使用注意要点 不宜用强光，容易引起疲劳不宜用强光，容易引起疲劳 额定电压和电流内工作额定电压和电流内工作 入射光斑尺