光電倍增管ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-06-02 04:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1．靈敏度 光電倍增管的靈敏度： SK( ? )= IK ?/ ???? ΦIS /)( K λK ?單位： 陰極靈敏度 －－ μA/lm或 μA/W 陽極靈敏度 －－ A/lm 或 A/W 靈敏度是衡量光電倍增管探測光信號(hào)能力的一個(gè)重要參數(shù)。 1）陰極靈敏度測試圖 照射到光電陰極上的光通量約為 105～ 102lm 電 子KAD1 0D1－ 100V～－ 300V 0 V ?? kk IS2）陽極光照靈敏度測試 G V E A 1010~106 lm ApIS ??各倍增極和陽極都加上適當(dāng)電壓；注明整管所加的電壓 2．電流增益 陽極電流與陰極電流之比稱為電流增益 M（內(nèi)增益） KAKAKASSΦSΦSIIM ??? )())(( nn22110KA ??????? ????? II? ?nIIM ??? 0KA ??nM ??例如： δ=4， n=10， M~106 －－光電增益 M1 例如， n＝ 9～ 12，測量精度 1%電源電壓穩(wěn)定度 %。 光電特性 陽極光電流與入射于光電陰極的光通量之間的函數(shù)關(guān)系，稱為倍增管的光電特性。 4．光譜特性 （圖 5－ 9和 5－ 10 ） 近紅外 遠(yuǎn)紫外 可見光 短波限 －－窗口材料限制 長波限 －－陰極材料限制 5．伏安特性 陰極伏安特性 陽極伏安特性： 光電二極管伏安特性： 恒流源 －－計(jì)算和分析方法相同 陽極伏安特性： 光電二極管伏安特性：5．伏安特性 陰極伏安特性 陽極伏安特性： 交流微變等效電路 恒流源 －－計(jì)算和分析方法相同 6．時(shí)間特性 器件時(shí)間特性 (單位： ns) 結(jié) 構(gòu) 上升時(shí)間 渡越時(shí)間 渡越時(shí)間散差 直線聚焦型 ～ 3 ～ 5 ～ 環(huán)形聚焦型 31 盒柵型 ～ 7 57～ 70 ～ 10 百葉窗型 ～ 7 60 ～ 10 外電路時(shí)間特性 6．時(shí)間特性 ? ?H C e 01 / 1 / 2 π Lf C R???當(dāng)電路時(shí)間常數(shù)較大，倍增管的上限截止頻率： 倍增管的響應(yīng)時(shí)間 輸出電路的時(shí)間常數(shù) 7 暗電流 光電倍增管的暗電流是指在施加規(guī)定的電壓后，在無光照情況下測定的陽極電流。 光電倍增管的暗電流值在正常應(yīng)用的情況下是很小的，一般為 ~nA，是所有光電探測器件中暗電流最低的器件。 暗電流的來源： ①光電陰極和和靠近陰極的倍增極的熱電子發(fā)射， 是 PMT暗電流的主要成分 — 降低 PMT的工作溫度 ②光電倍增管的極間漏電流 歐姆漏電 清潔 干燥 ③ 場致發(fā)射 降低工作電壓 殘余氣體放電 離子和光的反饋 噪聲 疲勞特性 部分光電倍增管特性 光電倍增管的工作電路 －－是保證其正常工作的必要條件，在常用的光探測器件中，其工作電路是最為復(fù)雜的。 工作電路： 高壓供電電路 信號(hào)輸出電路 分壓電阻的確定 并聯(lián)電容的確定 高壓電源 接地方式 高壓供電電路－－ 分壓電阻的確定 ? ? m axAR 20~10 II ?總電壓 UAK 在 1000～ 1500 V之間，倍增極極間電壓 UD在 80～ 100V之間－－可以確定 分壓電阻 IR IAmax 高壓供電電路－－ 分壓電阻的確定 實(shí)例： 說明： i. 第一級(jí)對(duì)陰極電流形成影響最大 ,高出 20~30V ii. 中間級(jí)均勻分配 iii. 最后一級(jí) ,要高 ,克服空間電荷區(qū)的影響 . 高壓供電電路 －－ 并聯(lián)電容的確定 探測光脈沖，最后幾級(jí)脈沖電流很大，極間電壓不穩(wěn) －－最后幾級(jí)并聯(lián)旁路電容 C C C3。 MMkntIC nA???11 數(shù)為倍增極的二次發(fā)射系??? 3221 CCC ??高壓供電電路 －－ 高壓電源 專用電源：電壓波動(dòng)在 ％以內(nèi) 高壓供電電路 －－ 接地方式 缺點(diǎn) ：陰極負(fù)高壓，屏蔽困難，暗電流和噪聲大。 優(yōu)點(diǎn) ：屏蔽罩靠近陰極，效果好；暗電流小，噪聲低 陽極接地（負(fù)高壓接法 ） 陰極接地 (正高壓接法 ) 優(yōu)點(diǎn) ：便于與后面放大器相連，操作安全 缺點(diǎn) ：高壓不利于安全操作；接耐壓很高的隔直電容器。 信號(hào)輸出電路 －－ 交流微變等效電路 電流源 利用伏安特性： 負(fù)載電阻設(shè)計(jì) 輸出電流 輸出電壓等計(jì)算 信號(hào)輸出電路 －－ 用負(fù)載電阻實(shí)現(xiàn) I/V轉(zhuǎn)換： 較大的負(fù)載電阻 負(fù)載電阻太大，陽極電壓 降低 －－ 飽和引起非線性 信號(hào)輸出電路 －－ 用負(fù)載電阻實(shí)現(xiàn) I/V轉(zhuǎn)換： 用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn) I/V轉(zhuǎn)換： 1. 良好的線性 2. 良好頻率響應(yīng)特性 3. 轉(zhuǎn)換效率高 較大的負(fù)載電阻 1)使用前應(yīng)了解器件的特性。真
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