《光電倍增管》ppt課件 (2)-文庫(kù)吧
2025-04-21 04:08 本頁(yè)面
【正文】 暗電流極小 延伸的光譜區(qū)內(nèi)其靈敏度均勻 式（ 5－ 2）與式（ 1－ 65）對(duì)比 ? ? a xgE??結(jié)構(gòu) 真空光電管構(gòu)造示意圖 真空光電管由 玻殼、光電陰極和陽(yáng)極 三部分組成 光電管和光電倍增管的結(jié)構(gòu)原理 光電管 充氣型光電管： 光電管的特點(diǎn) ：光電陰極面積大，靈敏度較高，一般積分靈敏度可達(dá) 20～ 200μA/lm；暗電流小，最低可達(dá) 1014A；光電發(fā)射弛豫過(guò)程極短。 缺點(diǎn) ：真空光電管一般體積都比較大、工作電壓高達(dá)百伏到數(shù)百伏、玻殼容易破碎等 Photomultiplier Tube 簡(jiǎn)稱 PMT 光電倍增管 電子光學(xué)系統(tǒng) 1） . 入射光窗 (a)側(cè)窗式 (b)端窗式 1）光入射通道 2）短波閾值 作用： 硼硅玻璃（無(wú)鉀玻璃） 常用的玻璃材料，可以透過(guò)從近 紅外至 300nm的入射光， 不適合于紫外區(qū) 的探測(cè)。 透紫玻璃（ UV玻璃） 很好地透過(guò)紫外光 ，和硼硅玻璃一樣被廣泛使用。分光應(yīng)用領(lǐng)域一般都要求用透紫玻璃，其 截止波長(zhǎng)可接近 185nm。 窗口材料 合成石英 紫外光波長(zhǎng) 延伸至 160nm 氟化鎂（鎂氟化物） 極好的紫外線透過(guò)性， 接近 115nm， 藍(lán)寶石 紫外光波長(zhǎng) 延伸至 150nm 2）光電陰極 作用 : 1) 光電轉(zhuǎn)換能力 2) 長(zhǎng)波波長(zhǎng)閾值 3) 決定整管靈敏度 3）電子光學(xué)系統(tǒng) 作用 : 1）收集率接近于 1 2）渡越時(shí)間零散最小 4） .電子倍增極 －－由許多倍增極組成，決定整管靈敏度最關(guān)鍵部分 作用－－倍增 1015級(jí)倍增極 4） .電子倍增極 1）二次電子發(fā)射 材 料 一次電子 二次電子 二次電子發(fā)射系數(shù)： 12nn??（ 1）二次電子發(fā)射 二次電子發(fā)射系數(shù)： 12nn??二次發(fā)射系數(shù) 與一次電子能量關(guān)系 增大 Ep， δ值反而下降 不同材料 δmax 金屬： ～ 半導(dǎo)體和介質(zhì)： 5～ 6 負(fù)電子親和勢(shì)材料： 500~ δ隨 Ep增大而增大 Epmax約為 100～ 1800eV ~,kd ?? kCU?內(nèi)增益極高－－倍增原理 （ 1）二次電子發(fā)射 入射光照射到光電陰極 K上，發(fā)射 光電子 ，經(jīng)電子光學(xué)系統(tǒng)加速，聚焦到倍增極上，發(fā)射出 多個(gè)二次電子 ；電子經(jīng)n級(jí)倍增極 ，形成放大的陽(yáng)極電流，在負(fù)載 RL上產(chǎn)生放大的信號(hào)輸出。 4） . 電子倍增極 （ 2）實(shí)用的倍增極材料 靈敏的光電發(fā)射體，也是良好的二次電子發(fā)射體 a 復(fù)雜的半導(dǎo)體型：銻銫和銻銫鉀等堿金屬化合物化合物， b 氧化物型，主要是氧化鎂。 c 合金型，主要是銀鎂、鋁鎂、 銅鎂等合金。 d 負(fù)電子親合勢(shì)發(fā)射體。 （ 3）倍增極結(jié)構(gòu) 光電倍增管中的倍增極一般由幾級(jí)到十五級(jí) 組成， 光電倍增管按倍增極結(jié)構(gòu)可分為聚焦型與非聚焦型兩種。 非聚焦型光電倍增管有百葉窗型（圖 a）與盒柵式（圖 b）兩種結(jié)構(gòu)； 聚焦型有瓦片靜電聚焦型（圖 c）和圓瓦片式（圖 d）兩種結(jié)構(gòu)。 倍增極結(jié)構(gòu)形式 特點(diǎn) 聚焦型 直瓦片式 極間電子渡越時(shí)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(cè)弱光的倍增管，但極間電壓高時(shí)，有的電子可能越級(jí)穿過(guò)，收集率較低，渡越時(shí)間零散較大。 盒柵式 收集率較高（可達(dá) 95%），結(jié)構(gòu)緊湊，但極間電子渡越時(shí)間零散較大。 （ 3）倍增極結(jié)構(gòu) 5）．陽(yáng)極 作用： －－收集最末一級(jí)倍增極發(fā)射出來(lái)的二次電子，向外電路輸出電流。 結(jié)構(gòu)： －－具有較高電子收集率，能承受較大電流密度，在陽(yáng)極附近空間不產(chǎn)生 空間電荷效應(yīng) 。陽(yáng)極廣泛采用柵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 1） .光子透過(guò)入射窗口入射在光電陰極上 。 2).光電陰極上的電子受光子激發(fā)，離開(kāi)表面發(fā)射到真空中 。 3).光電子通過(guò)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)倍增極倍增后，光電子就放大 N次； 4).經(jīng)過(guò)倍增后的二次電子由陽(yáng)極收集，形成陽(yáng)極光電流。 光電倍增管分類 ? ： A側(cè)窗式 B端窗式； ? ： A透射式 B反射式； ? ： A單極 B多極； ? ： A盒狀 B圓籠式 C百葉窗式 D直線瓦片式 ? ： CsSb、 AgOCs、多堿 光電倍增管分類 光電倍增管的主要特性參數(shù) 1．靈敏度 2．電流增益 3．光電特性 4．光譜特性 5．伏安特性 6．時(shí)間特性 7．暗電流 8．疲勞特性 9．噪聲
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1