弱光信號檢測ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 22:53 本頁面
【文章內容簡介】 對于銀 鎂倍增極 δ= Gm= n VDn 167。 光電倍增管的基本特性 已知 SK=20μA/lm， Gm=105， 額定 Ia=200μA 求允許的最大入射光通量 SA= Gm SK = 2 106（ μA/lm ） Φ= IA/ SA = 104 （ lm ） 已知陰極面積 AK=2cm2， 允許的最大入射照度 E =Φ/AK = （ lx ） 接近天頂的滿月在地面所產生的照度為 lx 167。 光電倍增管的基本特性 167。 光電倍增管的基本特性 當入射光通量一定時，陰極光電流（發(fā)射電流） IK和 第一倍增極之間電壓 （陰極電壓） VK的關系稱為陰極伏安特性。 陰極伏安特性 167。 光電倍增管的基本特性 陽極伏安特性 在電路設計時，一般使用陽極伏安特性曲線來進行負載電阻、輸出電流、輸出電壓的計算。 當入射光通量一定時，陽極電流 Ia和陽極電壓（ 最后一極倍增極 與陽極之間的電壓） Va的關系稱為陽極伏安特性。 167。 光電倍增管的基本特性 陽極伏安特性 ? 有一飽和區(qū)， Va =50V時，陽極電流趨于飽和 ? 飽和區(qū)內，光通量越大，達到飽和的電流越大 ? 曲線有很長的水平區(qū)，說明PMT是高內阻器件，有恒流源性質，可通過加大負載來得到大的輸出電壓 ? 曲線水平部分間隔均勻，說明 PMT是良好的線性器件 ? 陽極電壓非常大時，曲線略微下降。因為末二極的電子部分越過最后一極直接被陽極吸收使放大倍數下降。 光電倍增管的輸出信號和等效電路 167。 光電倍增管的基本特性 C0： 雜散電容 RL： 負載電阻 in2： 散粒噪聲 inR2： 電阻熱噪聲 iA： 陽極電流 無光照時光電倍增管的輸出電流。 引起暗電流的原因有： ① 熱電子發(fā)射 ② 漏電流 極間絕緣不夠， 管子外殼不清潔 ③ 場致發(fā)射 105伏 /厘米 ④ 離子反饋和光反饋 殘存氣體離子電離， 熒光 KTeW322W ehTm e K4I ??? ?? 167。 光電倍增管的基本特性 級際電壓與暗電流 級際電壓 50V 暗電流主要是極間漏電流 50 100V 熱電子發(fā)射電流， PMT正常工作范圍 100V 出現離子反饋和光反饋，工作不穩(wěn)定 再加電壓 導致場致發(fā)射 167。 光電倍增管的基本特性 減少暗電流的方法 ： 直流補償；選頻和鎖相放大；致冷；電磁屏蔽；磁場散焦 暗電流的溫度特性 可 逆 PMT在瞬間或短期強光照射下，靈敏度下 降，但存放一定時期后可以恢復。 不可逆 過分強光照射，靈敏度下降不可恢復，嚴重 時燒毀。 工作時，陽極電流不得超過額定值 167。 光電倍增管的基本特性 6. 噪聲 光電倍增管的噪聲主要是散粒噪聲，包括陰極電流產生的噪聲和各級倍增級產生的噪聲 δn 1 , 上式表明，由于倍增過程的起伏使陽極散粒噪聲增大。 假設 δ1= δ2= … =δn =δ , δn = Gm 11fG2 12???? ??? nmKN D n eIi1fG22m2???? ??KKeIiKN D n 167。 光電倍增管的基本特性 其中 , 為使系數 K保持最小，必須在光電倍增管的陰極與第一倍增極之間加較高的電壓，以增大 δ1。 若 δ2= … =δn =δ , δn = Gm ? ?11 1 ??? ???KIK = IS+IB+ID = SK（ φS+φB+φD） φS、 φB為信號和背景輻射通量 φD= ID / φD為暗電流折合輻射通量 167。 光電倍增管的基本特性 7. 時間特性 上升時間 渡越時間 渡越時間離散 167。 光電倍增管的基本特性 描述光電倍增管的時間特性有三個參 數： 由于光 電倍增管響應速度很高，所以時間特性的參數是在用極窄脈 沖的 δ函數光脈沖作用于光陰極時測得的 用 δ函數光脈沖照射光電倍增管全陰極時，由于光陰極的中 心和周邊位置所發(fā)射的光電子飛渡到倍增極歷經時間不同， 造成陽極電流脈沖的展寬。展寬程度與倍增管的結構有關。 陽極電流脈沖幅度從最大值的 10％上升到 90％所經過的時 間，定
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