光电倍增管.ppt

老化与疲老程度 措施：把制好的光电被增管自然老化一段时间后再使用，尽量使阳极电流保持在１微安以内 阳极随电源电压变化的滞后 末级倍增极和阳极之间的极间电压应设计的与总电压源无关 基本要求 倍增管各电极要求直流供电，从阴极开始至各级的电压要依次升高，一般多采用电阻链分压办法来供电。 一般情况下，各级电压均相等，约80～100V，总电压约1000～1300V。 1）电源电压稳定性的要求 目前已有光电倍增管专用的电源稳压块。 2）电阻链分压电阻的确定 若电阻链为均匀分压，则每个分压电阻的阻值应相等。 因IR与IA是并联关系，要保证阳极电流最大时流过电阻链的电流基本不变，这就要求 IR ≥ 10 IAm IR：电阻链的电流 IA ：阳极电流 3）并联电容的确定 倍增管的输出电流主要是来自于最后几级，探测脉冲光时，为了不使阳极脉动电流引起极间电压发生大的变化，常在最后几级的分压电阻上并联电容器。 4）接地方式 阳极接地的特点是，便于跟后面的放大器相接，操作安全，后面不仅可以通过一个低压耦合电容与交流放大器相接，也可以直接与直流放大器相接。 阴极接地的特点是，便于屏蔽，光、磁、电的屏蔽罩可以跟阴极靠得近些，屏蔽效果好；暗电流小，噪声低。 六、选择PMT考虑的因素 根据使用要求、场合选择PMT的类型。 光谱响应范围应与所测光的光谱相一致。 阴极尺寸的大小应与被测光束的大小相一致。 阴、阳极灵敏度根据测量光信号的强弱来确定 暗电流根据测量光信号的强弱考虑其大小。 必须工作于额定电压和额定电流内。 使用金属屏蔽壳，金属壳接地（电磁干扰而言） 选择PMT考虑的因素 阳极电流应不超过１μA以减少疲劳和老化效应 光电倍增管应储存在黑暗中，使用前最好先接通高压电源，在黑暗中存放几小时。 光电倍增管的注意事项 不宜用强光，容易引起疲劳 额定电压和电流内工作 入射光斑尺寸和管子的有效阴极面尺寸向对应 电场屏蔽和磁屏蔽 测交变光时，负载电阻不宜过大 谢谢！ * * * 一、结构组成 二、工作原理 三、主要性能及参数 四、PMT的光电特性 五、光电倍增管的使用 六、选择PMT考虑的因素 一、光电倍增管的结构组成 它主要由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。 1、光窗 侧窗式 端窗式 K K 2、光电阴极 把光电发射体镀在金属或透明材料上即可制成，起着在光照情况下发射光电子的作用 a 、银氧铯(Ag-O-Cs)光电阴极 红外探测，暗电流大，稳定性差，易疲劳及老化 b、单碱锑化物光电阴极 与a比较而言，暗电流小，疲劳及老化程度小些 c、多碱锑化物光电阴极 耐高温，暗电流、疲劳及老化都小但工艺复杂，成本高 d、负电子亲和势光电阴极(NEA) 低反射性，高量子效率，暗电流小，但工艺复杂，成本高 3、电子光学系统 光电阴极至第一倍增极之间的区域 收集率高 渡越时间一致 1 2带孔膜片 3第一倍增极 与光电阴极同电位的金属筒或镀在玻璃壳上的金属导电层 电子光学系统结构图 K 4、电子倍增系统 非聚焦则是指在两电极间的电子运动轨迹是平行的。 所谓聚焦不是指使电子束会聚于一点，而是指电子从前一级倍增极飞向后一级倍增极时，在两电极间的电子运动轨迹，可能有交叉。 各种倍增极的结构形式 a) 百叶窗式? b) 盒栅式? c) 直瓦片式? d) 圆瓦片式 4、电子倍增系统 倍增极结构形式 特点 聚 焦 型 直瓦片式 极间电子渡越时间散差小，但绝缘支架可能积累电荷而影响电子光学系统的稳定性。 圆瓦片式 结构紧凑，体积小，但灵敏度的均匀性差些。 非 聚 焦 型 百叶窗式 工作面积大，与大面积光电阴极配合可制成探测弱光的倍增管，但极间电压高时，有的电子可能越级穿过，收集率较低，渡越时间零散较大。 盒栅式 收集率较高（可达95%），结构紧凑，但极间电子渡越时间零散较大。 5、阳极 阳极是采用金属网作的栅网状结构，把它置于靠近最末一级倍增极附近，用来收集最末一级倍增极发射出来的二次电子。 空间电荷效应 一次电子 二次电子 栅网状阳极 阳极结构示意图 一、PMT的工作原理 K φ D1 D3 D2 D4 A ＋ Ｋ R1 R2 R3 Rn Rn+1 D1 D2 D3