第05章_光電子發(fā)射探測(cè)器-展示頁(yè)
2025-08-01 09:15本頁(yè)面
【正文】 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 光電科學(xué)與工程學(xué)院 College Of Optoelectric Science and Engineering 第 05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 光電陰極 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?。?！ 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(jiàn)光和近紅外波段。 “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。 真空能級(jí)低于 導(dǎo)帶 底 能級(jí)？？？ 2. 負(fù)電子親和勢(shì)陰極 Negative Electron Affinity ，簡(jiǎn)稱 NEA 光電陰極 E0EcEvEA電子親和勢(shì) EA 真空能級(jí)與導(dǎo)帶 底 能級(jí)之差稱為電子親和勢(shì) 負(fù) 電子親和勢(shì) 真空能級(jí)低于 導(dǎo)帶 底 能級(jí) 發(fā)射光電子的能力更強(qiáng) 2. 負(fù)電子親和勢(shì)陰極 Negative Electron Affinity ，簡(jiǎn)稱 NEA 光電陰極 1963年 Simon提出了 負(fù)電子親和勢(shì) （ NEA）理論 1965年 用銫激活砷化鎵得到 零電子親和勢(shì) 光電陰極； 研制出 GaAsCs負(fù)電子親和勢(shì) 光電陰極 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(guò)處理形成 N型的 Cs2O。 課后思考題： 如果以某種光電陰極為例加以說(shuō)明，它是在 N型Si的基質(zhì)材料上涂一層極薄的金屬，經(jīng)特殊處理而形成 P型。 光電科學(xué)與工程學(xué)院 College Of Optoelectric Science and Engineering 光電倍增管 Photomultiplier, 簡(jiǎn)稱 PMT 光電倍增管 Photomultiplier, 簡(jiǎn)稱 PMT 結(jié)構(gòu)：光窗 光電陰極 電子光學(xué)系統(tǒng) 電子倍增系統(tǒng) 陽(yáng)極 1. 光窗 (a)側(cè)窗式； (b)端窗式 1）光入射通道 2）短波閾值 作用： 反射式、透射式 光電倍增管 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 光電倍增管 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 －－通過(guò)電場(chǎng)加速和控制電子運(yùn)動(dòng)路線 光電倍增管 －－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 光電倍增管 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)： 1212iinn??? 光電倍增管 二次電子發(fā)射系數(shù)： 1212iinn???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 光電倍增管 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
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