129960348699062500第四章_光电发射器件.ppt

1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （4)末级并联电容 1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （4)末级并联电容 电容C1、C2与C3的计算公式为 式中N为倍增极数，Iam为阳极峰值电流，τ为脉冲的持续时间，UDD为极间电压，L为增益稳定度的百分数。 1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （5)供电电压的稳定度 光电倍增管的电流增益稳定度与极间电压稳定度的关系 对锑化铯倍增极 对银镁合金倍增极 由于光电倍增管的输出信号Uo=GSkφvRL，因此，输出信号的稳定度与增益的稳定度有关 例4-1 设入射到PMT上的最大光通量为φv=12×10-6lm左右，当采用GDB-235型倍增管为光电探测器，已知它的倍增级数为8级，阴极为SbCs材料，倍增极也为SbCs材料，SK=40μA/lm，若要求入射光通量在6×10-6lm时的输出电压幅度不低于0.2V，试设计该PMT的变换电路。若供电电压的稳定度只能做到0.01%，试问该PMT变换电路输出信号的稳定度最高能达到多少？ 解:(1) 首先计算供电电源的电压 根据题目对输出电压幅度的要求和PMT的噪声特性，可以选择阳极电阻Ra=82kΩ，阳极电流应不小于Iamin，因此 Iamin=UO/Ra=0.2V /82 kΩ=2.439μA 入射光通量为0.6×10-6lm时的阴极电流为 IK= SKφv=40×10-6×0.6×10-6=24×10-6μA 此时，PMT的增益G应为 总电源电压Ubb为 Ubb=（N+1.5）UDD=741V (2) 计算偏置电路电阻链的阻值 设流过电阻链的电流为IRi，流过阳极电阻Ra的最大电流为 Iam=GSKφvm=1.02×105×40×10-6×12×10-6=48.96μA 取IRi≥10 Iam，则 IRi=500μA 因此，电阻链的阻值Ri= UDD/ IRi=156kΩ 取Ri=120 kΩ，R1=1.5Ri=180 kΩ。 (3) 计算偏置输出信号电压的稳定度最高为 作业：4.5 4.10 4.13 4.14 4.16  §4.5 光电倍增管的典型应用 一、光谱探测领域的应用 1、发射光谱 发射光谱分析仪的基本原理如图所示 §4.5 光电倍增管的典型应用 一、光谱探测领域的应用 1、吸收光谱 发射光谱仪的光源为被测光源，而吸收光谱仪的光源为已知光谱分布的光源。吸收光谱仪与发射光谱仪相比，它比发射光谱仪多一个承载被测物的样品池。 §4.5 光电倍增管的典型应用 二、时间分辨荧光免疫分析中的应用 1983年，由Pettersson 和Eskola等提出了用时间分辨荧光免疫分析（time-resolved fluoroimmunoassay，TRFIA）法测定人绒毛膜促性腺激素和胰磷脂酶在临床医学研究中的应用，在10多年中，获得迅速发展。成为最有发展前途的一种全新的非同位素免疫分析技术。 §4.5 光电倍增管的典型应用 二、时间分辨荧光免疫分析中的应用 1、时间分辨荧光免疫分析法TRFIA的原理 时间分辨荧光免疫分析法是用镧系元素为标记物，标记抗原或抗体，用时间分辨技术测量荧光，同时利用波长和时间两种分辨，极其有效地排除了非特异荧光的干扰，大大地提高了分析灵敏度。 图4-12所示为镧系元素螯合物与典型配位体β-NTA的吸收光谱与发光光谱图。图中曲线1为镧系元素螯合物与配位体β-NTA的吸收光谱。由曲线1可以看出螯合物与配位体β-NTA对320~360 nm的紫外光具有很高的吸收，因此，常用含有320~360 nm光的脉冲氙灯或氮激光器为激发光源使装载配位体的螯合物激发荧光。 Eu3+β-NTA螯合物在激发光源的作用下将发出如图中曲线2与3所示的荧光光谱。曲线3光谱载荷着配位体β-NTA的信息。 图4-12为双坐标曲线图，其中re,r为螯合物的相对吸收系数，Iv为螯合物激发出的荧光光强。 图4-13所示为载荷配位体β-NTA的螯合物荧光时间特性。图中，激发光刚刚结束的时刻为初始时刻t=0，在最初的很短时间内，短寿命荧光很快结束，长寿命荧光在400ns时间内也会消失或降低到很低的程度，而有用的荧光出现在400ns~800ns时间段内（图中斜线所标注的时间段）。 在800ns~1000ns时间内有用的荧光将衰减到零。1000ns后开始新的循环。 2. TRFIA的测量原理