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正文內(nèi)容

光電子發(fā)探測器ppt課件(參考版)

2025-01-17 07:55本頁面
  

【正文】 。 六、攝影印刷 彩色掃描 彩色圖片或照片進(jìn)行印刷時,需要將其顏色進(jìn)行分色掃描。 臨床檢查 通過對血液、尿液中微量的胰島素、激素、殘留藥物及病毒等對于抗原、抗體的作用特性,進(jìn)行臨床身體檢查、診斷治療效果等。它對細(xì)胞、染色體發(fā)出的熒光、散亂光的熒光光譜、量子效率、偏光、壽命等進(jìn)行測定。 四、生物技術(shù) 細(xì)胞分類 細(xì)胞分類儀是利用熒光物質(zhì)對細(xì)胞標(biāo)定后,用激光照射,細(xì)胞的熒光、散亂光用光電倍增管進(jìn)行觀察,對特定的細(xì)胞進(jìn)行選別的裝置。這種技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域被用于半導(dǎo)體的檢查中,如缺陷、表面分析、吸附等。由于拉曼發(fā)光極其微弱,因此檢測工作需要復(fù)雜的光路系統(tǒng),并且采用單光子計數(shù)法。 用單色光照射物質(zhì)后被散亂,這種散亂光中,只有物質(zhì)特有量的不同波長光混合在里面。物質(zhì)受到光照射,發(fā)射長波的發(fā)光,這種光稱為熒光。這種方法可以迅速地定性或定量地檢查出樣品中的元素。對應(yīng)于分析的各種元素,需要專用的元素?zé)?,照射燃燒并霧化分離成原子狀態(tài)到被測物質(zhì)上,用光電倍增管檢測光被吸收的強度,并與預(yù)先得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品比較。為確定樣品物質(zhì)的量,采用連續(xù)的光譜對物質(zhì)進(jìn)行掃描,并利用光電倍增管檢測光通過被測物質(zhì)前后的強度,即可得到被測物質(zhì)吸收程度,計算出物質(zhì)的量。 36 光電倍增管的應(yīng)用 一、光譜學(xué) 利用光吸收原理 /可見 /近紅外分光光度計 光通過物質(zhì)時使物質(zhì)的電子狀態(tài)發(fā)生變化,而失去部分能量,稱為吸收。 三、微通道板的噪聲 噪聲因子 ? ? ? ? ? ??????????????11111/022PPPNSNSF oi ?????P為各級二次電子再次倍增而沒有直接射出通道的平均概率 ,P0為入射電子首次碰撞的概率。 ? 飽和效應(yīng)可以自行恢復(fù)且只限于每個通道而不影響臨近通道 ? 這種自飽和特性使像管具有防強光特性 ,保護(hù)了熒光屏不致于灼傷損壞。 ? 在峰值附近 ,增益曲線比較平坦 ,表明在這個范圍內(nèi)相對口徑的變化對電流增益的影響較小。 ? 對應(yīng)任一工作電壓,微通道板的電流增益隨相對口徑連續(xù)變化,且只有一個峰值。 87 1010 ~通道內(nèi)的二次電子發(fā)射 ? 將接受的微弱或幾乎不可見的輸入輻射圖像轉(zhuǎn)換成電子圖像 ? 使電子圖像獲得能量或數(shù)量增強 ,并聚焦成像 ? 將增強的電子圖像轉(zhuǎn)換為可見的光學(xué)圖像 二.微通道板的增益與自飽和 ? 若微通道管的長度為 L,內(nèi)徑為 d,工作中施加于管道兩端的電壓為 Vt。電子在細(xì)長的管內(nèi)徑中經(jīng)多次曲折可獲得 的增益。 單根倍增微通道實際上是一塊通道內(nèi)壁具有良好的二次電子發(fā)射性能和一定導(dǎo)電性能的微細(xì)空心通道玻璃纖維面板。這種結(jié)構(gòu)的每個通道都是一個獨立的電子倍增器。而且還具有對二維空間電子流圖像進(jìn)行放大的能力。 解 (1) ? ? DDU??)lm(10450102/ 86AamVm??????? SI?(2)最大的輸出電壓 (3) VRIU Lao 36m a xm a x ??????? ?86 50 ????? ?KASSGCsSb倍增極材料的增益 δ 與極間電壓 UDD有 0 . 7DD )( U??V89 ???UNG ?? N=12,每一級的增益 δ = 總電源電壓 Ucc為 Ucc=( N+) UDD= %1???????DDDDooUUKnGGUU(4) 輸出信號電壓的穩(wěn)定度最高為 %1%1 ?????DDDDUU 若 PMT的 SA=10A/lm,SK=20uA/lm,PMT為十一級 ,問各倍增極的平均倍增系數(shù)為多少 ? 167。 ( 3)若已知該光電倍增管為 12級的 CsSb倍增極,其倍增系數(shù) ,計算它的供電電壓。求( 1)陰極面上允許的最大光通量。 (3) 輸出信號電壓的穩(wěn)定度最高為 %% DD ???????DDooUUnUUDDDDooUUKnGGUU ?????? 如果 GDB235的陽極最大輸出電流為 2mA, 試問陰極面上的入射光通量不能超過多少 lm? 解 由于 Iam=G SKφ Vm 故陰極面上的入射光通量不能超過 )Lm(. 02 102 / 3653KamVm???????? ??? SGI? 用光電倍增管接收光脈沖 ,持續(xù)時間為 200ns,如果要求放大倍數(shù) G的穩(wěn)定度為 1%,則要求 (1)電源電壓的穩(wěn)定度至少為多少 ?(2)光電倍增管最后三級并聯(lián)電容值為多少 ?設(shè)打拿極材料為銀 鎂合金 ,級數(shù) n=11,級間電壓UDD=100V,最大陽極電流 Iamax=150uA。 ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? nmWWhcc???? 1240???? ?evWL 4012 40 ??? ??某光電管伏安特性及負(fù)載線如圖所示 ,求 : (1)工作動態(tài)范圍 (2)電流靈敏度 Ri (3)負(fù)載電阻 RL (4)u”和 u’ (5)入射光功率為 2uW時的輸出電壓 (6)入射光功率為 3uW、 4uW時的輸出電壓 (7)入射光功率從 4uW降為 1uW時 ,輸出電壓的變化△ U (8)飽和電阻 R’ i/uA u/V 4uW 3uW 2uW 1uW 25 16 15 10 5 U” U’ 50 解 (1)工作動態(tài)范圍 0~ 3uW (2)Ri=5 106A/1 106W=5A/W (3)RL=50/25 106=2022KΩ (4)(50u’)/15 106=2 106,u’=20V 15/u’=5/u”,u”=20/3≈ (5)φ=2uW 時 ,uR=10 106 2 106=20V (6)φ=3uW 時 ,uR=15 106 2 106=30V φ=4uW 時 ,uR=16 106 2 106=32V (7)φ=1uW 時 ,uR=5 2=10V △ u=3210=22V (8)R’=u’/i=20/15 106=1333KΩ 如 PMT陽極特性為 φ=4 105lm時 ,IA=200uA,拐點電 壓 Vm=60V,如果為入射的最大光通量 .陽極電壓最大 為 90V,要求在線性區(qū)內(nèi)的負(fù)載電阻獲得最大的輸出 電壓 ,求 (1)直流負(fù)載 RL (2)入射光通量由 105lm緩變?yōu)?4 105lm時 ,輸出電壓的變化量 解 (1)RL=(VaVm)/IA=(9060)/200 106=150KΩ (2)SA=IA/φ=200 106/4 105=5A/lm △ U=SA△ φ RL= 5 (4 105) 150 103= 設(shè)入射到 PMT上的最大光通量為 φ v=12 106lm,當(dāng)采用 GDB235型倍增管為光電探測器,已知它的倍增級數(shù)為 8級,陰極為 CsSb材料,倍增極也為 CsSb材料,負(fù)載電阻 RL=82KΩ, SK=40μA/lm ,若要求入射光通量在 106lm時的輸出電壓幅度不低于 ,試設(shè)計該 PMT的變換電路。 求太陽輻射的總功率 解:根據(jù)距離平方反比定律 太陽的輻射強度為 得到太陽的總功率為 2/ RIE ee ?srWREI ee / 252 ???WI ee ???? ?已知垂直射到地球表面每單位面積的日光功率(稱 太陽常數(shù))等于 103W/m2,地球與太陽的平均 距離為 108km,太陽的半徑為 105 km。 (4)末極的并聯(lián)電容 電容 C C2與 C3的計算公式為 DDam1 Ln10 0UIKC ?? 式中 n為倍增極數(shù), Iam為陽極峰值電流, τ 為脈沖的持續(xù)時間, UDD為極間電壓, L為增益穩(wěn)定度的百分?jǐn)?shù)。 當(dāng)入射輻射信號為高速的迅變信號或脈沖時,末 3級倍增極電流變化會引起較大 UDD的變化,引起光電倍增管增益的起伏,將破壞信息的變換。因此,根據(jù)增益 G的要求可以設(shè)計出極間供電電壓UDD與電源電壓 Ucc。例如,當(dāng)要求輸出電流增益穩(wěn)定度為 1%時,則要求電源電壓穩(wěn)定度應(yīng)高
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