光电技第四章光电发射器件.ppt

微通道板具有自饱和特性，即在输入信号较大时，输出电流趋于某一饱和值而不再增加，这是由于在通道管壁上维持二次电子发射的传导电流与反向的二次电子所形成的附加电流共同作用形成的电阻效应所致。这种饱和效应在各个通道内各自独立地发生而不互相影响。饱和效应的恢复时间小于人眼的时间常数，可以很快恢复，从而可在观察强光信号时，保护观察者不会受到刺眼和损伤。 2、MCP的增益与自饱和 §4.4 微通道板光电倍增管（MCP光电倍增管） MCP主要应用于光电图像的转换装置中。在这种应用中，图像对比度的保持系数定义为： 式中BP是光照区亮度，BD是无光照区亮度。这一参数与多种因素有关。在一般情况下，MCP的背景噪声比光电阴极低两个数量级。所以除单光子计数外，一般MCP背景噪声可忽略。一般MCP的噪声是二次电子倍增的量子噪声和电子直通噪声。 3、MCP的噪声 §4.5 微通道板光电倍增管（MCP光电倍增管） 五、光电倍增管的应用。 1、使用注意事项、教材（P95） 2、光谱测量 3、光子计数 4、射线探测 §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 教材第四章： 6，9，10，12 * * 4、噪声 §4.3 光电倍增管的基本特性 5、伏安特性 §4.3 光电倍增管的基本特性 (1)阴极伏安特性 当入射光电倍增管阴极面上的光通量一定时，阴极电流Ik与阴极和第一倍增极之间电压(简称为阴极电压Ud)的关系曲线称为阴极伏安特性。 当阴极电压较小时阴极电流Ik随Ud的增大而增加，直到Ud大于一定值(几十伏特)后，阴极电流Ik才趋向饱和，且与入射光通量φ成线性关系。 5、伏安特性 §4.3 光电倍增管的基本特性 (2)阳极伏安特性 当入射到光电倍增管上的光通量一定时，阳极电流Ia与阳极和末级倍增极之间电压(简称为阳极电压Ua)的关系曲线称为阳极伏安特性。 当阳极电压增大到一定程度后，被增大的电子流已经能够完全被阳极所收集，阳极电流Ia与入射到阴极面上的光通量φ成线性关系而与阳极电压的变化无关。 6、线性 §4.3 光电倍增管的基本特性 (1) 内因，即空间电荷、光电阴极的电阻率、聚焦或收集效率等的变化，(2) 外因，光电倍增管输出信号电流在负载电阻上的压降对末级倍增极电压产生负反馈和电