光电倍增管（PMT）研究进展及应用-教育部生物医学光子学网上合作.DOC

光电倍增管（PMT）研究进展及应用 ——记2004年北京HAMAMATSU技术交流会 前言 “2004年北京HAMAMATSU技术交流会”于2004年10月27日～2004年10月29日在浙江杭州召开的。北京HAMAMATSU技术交流会是由北京滨松光子技术有限公司承办的技术交流活动，每年举办一次，邀请各个科研机构和生产单位的专家和技术人员参加，主要介绍滨松公司的产品和研究进展，解答用户的技术问题，交流讨论光电器件在科研和生产中的应用问题。我代表西安交通大学生物医学与分子光子学研究室主要生产以光电倍增管为主的各种真空探测器,真空光源等相关仪器设备。主要生产以光电二极管为主的各种半导体光电器件。主要生产以滨松公司自产器件为中心的各种分析测量仪器,应用在半导体芯片,生物工程医疗等各种领域。激光器事业主要生产科研产业用的大功率半导体激光器。由中国核工业总公司北京核仪器厂与日本光子学株式会社共同投资成立 图1 滨松生产的PMT 近些年得到广泛应用的MCP-PMT（Microchannel Plate Photomultiplier），金属封装PMT，多通道PMT代表了光电倍增管的必威体育精装版研究进展： 1.高量子效率，高灵敏度，高响应速度，探测波长向红外延伸。某些型号PMT光谱响应范围可延伸置1200nm。 2.采用金属封装，多通道结构，提高有效光电面积。已有的平板型PMT，其有效光电面积可达89％。 3.采用平板化、多阳极技术，可以小型化，具有二维高分辨率。已有的10×10道阳极， 44的MCP-PMT厚度仅有14.8mm。 4.努力降低暗电流和自身噪声，减少放射性物质。暗电流最小可达0.5nA，自身噪声可减置5个暗计数/sec。 5.将电子管真空技术与半导体技术(Hybrid Photo Detector)就是结合了电子管真空技术与半导体技术的复合器件。光电转换后的电子经过电场加速,直接照射在CCD或APD上,引起电子入射倍增效应。光电倍增管的应用领域光电倍增管的应用光谱学紫外/可见/近红外分光光度计原子吸收分光光度计发光分光光度计荧光分光光度计拉曼分光光度计液相或气相色谱X光衍射仪X光荧光分析电子显微镜质量光谱学与固体表面分析固体表面分析这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中，如缺陷、表面分析、吸附等。电子、离子、X射线一般采用电子倍增器或MCP来测定。环境监测尘埃粒子计数器浊度计NOX、SOX 检测生物技术细胞分用于对细胞、化学物质进行解析的荧光计医疗应用γ相机正电子CT液体闪烁计数血液、尿液同位素、酶、荧光、化学发光、生物发光物质等的抗原体的测定X光时间计，以保证胶片得到准确的曝光量。射线测定低水平的α射线β射线和γ射线的检测。资源调查石油测井，判断油井周围的地层类型及密度。工业计测厚度计半导体检查系统。摄影印刷?彩色扫描，把彩色分解成三原色（红、绿、兰）和黑色，作为图象数据读出。高能物理加速器实验辐射计数器TOF计数器契伦柯夫计数器热量计中微子、正电子衰变实验，宇宙线检测?中微子实验空气浴计数器天体X线探测恒星及星际尘埃散乱光的测定激光激光雷达荧光寿命测定等离子等离子体探测，使用光电倍增管用来计测等离子中的杂质光电倍增管应用high-throughput）PET系统 图2 PET系统外观 图3 PET扫描图像显示了许多疾病的早期征兆 作为一种全身检查工具，PET正逐渐用于癌症痴呆早期普查诊断利用半导体激光的植物栽培技术， 图4 红色LD和蓝色LED照射下的植物工厂 用有限的土地生产更多的粮食——新型植物工厂。滨松的研究人员凭借他们在光学方面的专长发现了一种提高粮食产量的新方法。过去的研究发现，红色激光可以显著刺激水稻的生长，但事实上，它刺激的只是秸秆的生长，因而实际上减少了水稻的产量。经过大量的实验，他们发现蓝光可以刺激开花并使稻穗饱满。通过合理结合红色激光和蓝光可以既提高水稻生长速度又增加产量。 三、植物的光子技术 图5 水被西红柿植株吸收的过程 想要准确了解在植物体中到底发生了什么是非常困难的，但是滨松的“平板正电子发射成像（Planar Positron Emission Imaging）”技术使实时观察植物新陈代谢和化学物质的移动成为可能。这项技术在农业科学方面有非常广泛的应用前景。 四、跟踪“电子发光”优化IC设计 图6 通过记录光子发射观察电子轨迹 现在的集成电路技术可以在很小的硅片上集成数以百万计的晶体管，但是如何确定电路是否工作一切正常成了新的问题。一种全新的方法是跟踪电子的“发光轨迹”，如果能捕获到电子通过晶体管时发出的数个光子，就能十分精确地评估电子线路的工作状态。但是这需要专门的超高灵敏度的光探测器，它不仅能进行单光子计数，还能确定光子在平面上的确切位置，而且时间响应在秒以内。采用这项技术，IC制造商