《光電倍增管》word版

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1、光電倍增管光電倍增管(PMT)是一種具有極高靈敏度和超快時(shí)間響應(yīng)的光探測器件。典型的光電倍增管如圖1所示，在真空管中，包括光電發(fā)射陰極(光陰極)和聚焦電極、電子倍增極和電子收集極(陽極)的器件。當(dāng)光照射光陰極，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(jìn)入倍增系統(tǒng)，通過進(jìn)一步的二次發(fā)射得到倍增放大。放大后的電子被陽極收集作為信號(hào)輸出。因?yàn)椴捎昧硕伟l(fā)射倍增系統(tǒng)，光電倍增管在可以探測到紫外、可見和近紅外區(qū)的輻射能量的光電探測器件中具有極高的靈敏度和極低的噪聲。光電倍增管還有快速響應(yīng)、低本底、大面積陰極等特點(diǎn)。scr

2、een.width-300)this.width=screen.width-300"border=0下面將講解光電倍增管結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)和基本使用特性。結(jié)構(gòu)一般，端窗型(Head-on)和側(cè)窗型(Side-on)結(jié)構(gòu)的光電倍增管都有一個(gè)光陰極。側(cè)窗型的光電倍增管，從玻璃殼的側(cè)面接收入射光，而端窗型光電倍增管是從玻璃殼的頂部接收入射光。通常情況下，側(cè)窗型光電倍增管價(jià)格較便宜，并在分光光度計(jì)和通常的光度測定方面有廣泛的使用。大部分的側(cè)窗型光電倍增管使用了不透明光陰極(反射式光陰極)和環(huán)形聚焦型電子倍增極結(jié)構(gòu)，這使其在較低的工作

3、電壓下具有較高的靈敏度。端窗型(也稱作頂窗型)光電倍增管在其入射窗的內(nèi)表面上沉積了半透明光陰極(透過式光陰極)，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(diǎn)還包括它擁有從幾十平方毫米到幾百平方厘米的光陰極。端窗型光電倍增管中還有針對(duì)高能物理實(shí)驗(yàn)用的，可以廣角度捕集入射光的大尺寸半球形光窗的光電倍增管。screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0電子倍增系統(tǒng)光電倍增管的優(yōu)異的靈敏度(高電流放大和高信噪比)得益于基于多個(gè)排列的二次電子發(fā)射系統(tǒng)的使用，它使電子

4、低噪聲的條件下得到倍增。電子倍增系統(tǒng)包括從8至19極的被叫做打拿極或倍增極的電極?，F(xiàn)在使用的電子倍增系統(tǒng)主要有以下幾類：1)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。screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=02)盒柵型screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0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)簡單的倍增極結(jié)構(gòu)和一致性的改良

5、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。3)直線聚焦型screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0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。4)百葉窗型screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0百葉窗型結(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)

6、間響應(yīng)的場合。5)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)使用交疊陽極或多陽極結(jié)構(gòu)輸出情況下，還具有位置靈敏特性。screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=06)微通道板(MCP)型screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0MCP是上百萬的微小玻璃管(通道)彼此平行地集成為薄形盤片狀而形成。每個(gè)通道都是一個(gè)獨(dú)立的電子倍增器。MCP比

7、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)采用多陽極輸出結(jié)構(gòu)時(shí)，在磁場中仍具有良好的一致性和二維探測能力。7)金屬通道型金屬通道型擁有濱松公司獨(dú)有的機(jī)械加工技術(shù)創(chuàng)造的緊湊陽極結(jié)構(gòu)，各個(gè)倍增極之間狹窄的通道空間，使其比任何常規(guī)結(jié)構(gòu)的光電倍增管可以達(dá)到更快的時(shí)間響應(yīng)速度。并可適用于位置靈敏探測。screen.width-300)this.width=screen.width-300"border=0此外，上述結(jié)構(gòu)中兩種結(jié)構(gòu)相混合也是可能的?；旌系谋对鰳O可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。光譜響應(yīng)光電倍增管的陰極將入射光的能量轉(zhuǎn)換為光電

8、子。其轉(zhuǎn)換效率(陰極靈敏度)隨入射光的波長而變。這種光陰極靈敏度與入射光波長之間的關(guān)系叫做光譜響應(yīng)特性。圖4給出了雙堿光電倍增管的典型光譜響應(yīng)曲線。光譜響應(yīng)特性的長波端取決于光陰極材料，短波端則取決于入射窗材料。在本書的附件里給出了不同型號(hào)的光電倍增管的光譜響應(yīng)特性，其中長波端的截止波長，對(duì)于雙堿陰極和Ag-O-Cs