光電倍增管ppt課件(2)(已修改)
2025-05-18 04:08 本頁面
【正文】 p0eIMhv??? 光子探測(cè)器 M－光電增益 輸出光電流 光電導(dǎo)探測(cè)器： M可以大于 1 光電三極管： M~102 雪崩光電二極管： M~103 ？？？？ M~106 第 5章 光電子發(fā)射探測(cè)器 第 5章 光電子發(fā)射探測(cè)器 Photoemissive detector,簡(jiǎn)稱 PE探測(cè)器 －－也稱為真空光電器件 光電發(fā)射器件是基于外光電效應(yīng)的器件，它包括真空光電二極管、光電倍增管、變像管、像增強(qiáng)管和真空電子束攝像管。 光 電 管： 光電倍增管： 被半導(dǎo)體光電器件取代 極高靈敏度 ～ 106 快速響應(yīng) ～ pS 應(yīng) 用： 微弱光信號(hào)、快速脈沖弱光信號(hào) －－也稱為真空光電器件 第 5章 光電子發(fā)射探測(cè)器 Photoemissive detector,簡(jiǎn)稱 PE探測(cè)器 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜 工作電壓高 體積龐大 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高 穩(wěn)定性好 響應(yīng)速度快 噪聲小 具有外光電效應(yīng)的材料 －－ 光電子發(fā)射體 光電子發(fā)射探測(cè)器中的光電子發(fā)射體 －－ 又稱為光電陰極 光電陰極 是完成光電轉(zhuǎn)換的重要部件，其性能好壞直接影響整個(gè)光電發(fā)射器件的性能?。?！ 第 5章 光電子發(fā)射探測(cè)器 光電陰極 光電管和光電倍增管結(jié)構(gòu)原理 光電倍增管的主要特性參數(shù) 光電倍增管的工作電路 第 5章 光電子發(fā)射探測(cè)器 光電陰極 良好的光電發(fā)射材料具備的條件： a 光的吸收系數(shù)大 b 光電子在體內(nèi)傳輸過程中受到的能量損失小 c 表面勢(shì)壘低，表面逸出幾率大 常用的光電陰極材料 反射系數(shù)大、吸收系數(shù)小、碰撞損失能量大、逸出功大－－適應(yīng)對(duì)紫外靈敏的光電探測(cè)器。 光吸收系數(shù)大得多，散射能量損失小，量子效率比金屬大得多－－光譜響應(yīng)：可見光和近紅外波段。 金屬： 半導(dǎo)體： 0?AE 0?AE常規(guī)光電陰極 負(fù)電子親和勢(shì)陰極 半導(dǎo)體材料廣泛用作光電陰極 （ 1）、銀氧銫 (AgOCs)光電陰極 常規(guī)光電陰極 ?峰值波長(zhǎng)：350nm, 800nm ?光譜響應(yīng)范圍約 3001000nm； ?量子效率約 ％； ?使用溫度 100176。 C； ?暗電流大。 最早的光電陰極，主要應(yīng)用于近紅外探測(cè) （ 2）單堿銻化物： ?金屬銻與堿金屬鋰、鈉、鉀、銣、銫中的一種化合，能形成具有穩(wěn)定光電發(fā)射的發(fā)射體。 ?最常用的是 銻化銫（ CsSb）， 其陰極靈敏度最高，量子效率為 15－ 25％， 藍(lán)光區(qū)量子效率高達(dá) 30%， 長(zhǎng)波限為：600nm。廣泛用于 紫外和可見光區(qū) 的光電探測(cè)器中。 光譜響應(yīng)范圍較窄對(duì)紅光＆紅外不靈敏 CsSb陰極最為常用，紫外和可見光區(qū)的靈敏度最高 （ 3）多堿銻化物： Sb－ Na－ K－ Cs 最實(shí)用的光電陰極材料，高靈敏度、寬光譜，紅外端延伸 930nm，用于寬帶光譜測(cè)量?jī)x， 擴(kuò)展到近紅外 。 （ 4）紫外光電陰極 光電陰極只對(duì)所探測(cè)的紫外輻射信號(hào)靈敏，而對(duì)可見光無響應(yīng)，這種陰極通常稱為 “ 日盲 ” 型光電陰極 。 “日盲”型光電陰極 實(shí)用的兩種： 碲化銫 (CsTe)－－長(zhǎng)波限為 碘化銫 (Csl) －－長(zhǎng)波限為 μm。 響應(yīng)范圍 (100— 280nm) 2. 負(fù)電子親和勢(shì)陰極 負(fù)電子親和勢(shì)材料結(jié)構(gòu)、原理 重?fù)诫s的 P型硅表面涂極薄的金屬 Cs，經(jīng)過處理形成 N型的 Cs2O。 以 SiCs2O光電陰極為例 P型 Si的電子親和勢(shì) : N型 Cs2O電子親和勢(shì) : EA1=E0EC10 EA2=E0EC20 體內(nèi)： P型 表面： N型 ?從 Si的導(dǎo)帶底部漂移到表面 Cs2O的導(dǎo)帶底部。此時(shí)，電子只需克服 EAe就能逸出表面。對(duì)于 P型 Si的光電子需克服的有效親和勢(shì)為 EAe=EA2Ed ?由于能級(jí)彎曲，使EdEA2,這樣就形成了負(fù)電子親和勢(shì)。 體內(nèi)： P型 表面： N型 負(fù)電子親和勢(shì) (體內(nèi)襯底材料的 有效 電子親和勢(shì) )是負(fù)的 經(jīng)典發(fā)射體的 電子親和勢(shì)仍是正的 EA1=E0EC10 EA2=E0EC20 EAe=E0EC10 NEA的最大優(yōu)點(diǎn)： －－量子效率比常規(guī)發(fā)射體高得多 ）～） （～命 ?。▔廴菀滓莩隼潆娮訜犭娮樱▽?dǎo)帶底以上）價(jià)帶上電子 能量高于能量損失吸收光子s1010s1010 891214E 0??????? ????? ????? ??光電發(fā)射過程分析： 熱電子 －－受激電子能量超過導(dǎo)帶底的電子 冷電子 －－能量恰好等于導(dǎo)帶底的電子 NEA量子效率比常規(guī)發(fā)射體高得多！ NEA的優(yōu)點(diǎn)： 量子效率比常規(guī)發(fā)射體高得多 量子效率高 閾值波長(zhǎng)延伸到紅外區(qū) 由于 “ 冷 ” 電子發(fā)射，能量分散小，在成象器件中分辨率極高
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