五章真空光电器件.pptx

第五章真空光电器件;5.1.1光电阴极的主要参数;2.量子效率;5.1.2光电阴极的分类;5.1.3常用的光电阴极材料;;;特点：;5.紫外光电阴极;5.2光电管与光电倍增管;5.2.2光电倍增管;;1.入射窗口;熔融石英：可透过的最短波长为160nm;3.电子倍增极;2）倍增极结构;4.阳极;2）阴极灵敏度;3）阳极灵敏度;2.放大倍数（增益）;3.暗电流;一般采用冷却的方法来抑制，但有几点要注意………….;5.伏安特性;7.稳定性;5.4光电倍增管的供电和信号输出电路;2.分压电路的接地方法;;一般光电流的最大直流输出为分压电流的1/20~1/50，从而使光电流的改变不能对各分压电阻上的电压造成显著的影响;5.4.4信号输出方式;2.用运算放大器实现电流-电压转换;5.5微通道板光电倍增管;2.微通道板光电倍增管;5.6光电倍增管的应用;5.6.2射线的探测;使用光电倍增管时的注意事项：

①……②……③④

⑤⑥⑦⑧

⑨⑩⑾⑿;【宇宙射线】（cosmicray）也称宇宙线。来自宇宙空间各种高能微观粒子构成的射流。其中主要是质子（氢原子核），其次是α粒子（氦原子核）．还有少量其它各种原子核，以及电子、中微子和高能光子（X射线和γ射线）。宇宙线中存在能量极高的粒子，已观测到的最高能量达1020电子伏以上。宇宙线粒子进入地球大气后，同大气中的原子发生作用，逐渐损失能量。一般把同大气作用前的宇宙线粒子称为初级宇宙线，把作用后的粒子以及作用中产生的各种粒子称为次级宇宙线。在地面探测到的除中微子外，几乎都是次级宇宙线。;奥地利物理学家赫斯(VictorFranzHess,1883-1964)（右图）是一位气球飞行的业余爱好者。他设计了一套装置，将密闭的电离室吊在气球下，电离室的壁厚足以抗一个大气压的压差。他乘坐气球，将高压电离室带到高空，静电计的指示经过温度补偿直接进行记录。他一共制作了十只侦察气球，每只都装载有2～3台能同时工作的电离室。

1911年，第一只气球升至1070米高，在那一高度以下，辐射与海平面差不多。翌年，他乘坐的气球升空达5350米。他发现离开地面700米时，电离度有些下降（地面放射性造成的背景减少所致），800米以上似乎略有增加，而后随着气球的上升，???离持续增加。在1400米～2500米之间显然超过海平面的值。在海拔5000米的高空，辐射强度竟为地面的9倍。由于白天和夜间测量结果相同，因此赫斯断定这种射线不是来源于太阳的照射，而是宇宙空间。

赫斯认为应该提出一种新的假说：“这种迄今为止尚不为人知的东西主要在高空发现……它可能是来自太空的穿透辐射。”1912年赫斯在《物理学杂志》发表题为“在7个自由气球飞行中的贯穿辐射”的论文。

赫斯的发现引起了人们的极大兴趣，从那时开始，科学界对宇宙射线的各种效应和起源问题进行了广泛的研究。最初，这种辐射被称为“赫斯辐射”，后来被正式命名为“宇宙射线”。当时，许多物理学家怀疑赫斯的测量，并认为这种大气电离作用不是来自太空，而是起因于地球物理现象，例如组成地壳的某种物质发出的放射性。现在认为，宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流的总称。

1914年，德国物理学家柯尔霍斯特（WernerKolhorster，1887-1946）将气球升至9300米，游离电流竟比海平面大50倍，确证了赫斯的判断。;1.√若某一光电倍增管的阴极是用半导体GaAs做成，已知GaAs的电子亲合势为4eV，禁带宽度为1.4eV，则能使这种阴极产生电子发射的长波限是多少？如果通过表面处理，使阴极材料的有效电子亲合势变为-0.6eV，则入射光的长波限为多少？

3.若某一光电倍增管阴极与第一倍增级之间的电子收集率为1，各级间的二次电子发射系数σ均为5，共有12个倍增级，则此光电倍增管的总倍增是多少？若测得阳极电流为50μA，则能够测得阴极电流是多少？

4.√若入射到光电倍增管的光波长为400nm，光电倍增管每秒接收的辐射能量为5×10-9J，电流增益为1×107，阳极电流IA=4mA。则可测得其阴极电流是多少？阴极灵敏度和阳极灵敏度分别是多少？（谱朗克常数h≈6.6×10-34J.S，电子的电量为1.6×10-19库仑）。

;5.若某一光电倍增管的阳极电路部分如图4-1（a）所示，工作于不同辐射通量下阳极伏安特性曲线如图4-1（b）所示，已知倍增管工作时的最大入射光通量为Ф2。

图中I1=2mA，I2=6mA求

①光电倍增管正常工作的最大负载电阻值

②在图中画出最大负载线

③在此负载下光通量由Ф1变到Ф2时，输出电压的变化值