光电子器件-第三章光电阴极与光电倍增管.pptx

第三章光电阴极与光电倍增管;3.1、光电管及其基本特性;利用物质在光的照射下发射电子的外光电效应而制成的光电器件，一般都是真空的或充气的光电器件，如光电管和光电倍增管。;光电器件的性能主要由伏安特性、光照特性、光谱特性、响应时间、峰值探测率和温度特性来描述。

（1）光电管的伏安特性;光电管的伏安特性比较;（2）?光电管的光照特性

通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系为光电管的光照特性。其特性曲线如图所示。曲线1表示氧铯阴极光电;（3）光电管的光谱特性;国产GD-4型的光电管，阴极是用锑铯材料制成的。其红限λ0=7000?，它对可见光范围的入射光灵敏度比较高，转换效率：25%~30%。它适用于白光光源，因而被广泛地应用于各种光电式自动检测仪表中。对红外光源，常用银氧铯阴极，构成红外传感器。对紫外光源，常用锑铯阴极和镁镉阴极。另外，锑钾钠铯阴极的光谱范围较宽，为3000~8500?，灵敏度也较高，与人的视觉光谱特性很接近，是一种新型的光电阴极；但也有些光电管的光谱特性和人的视觉光谱特性有很大差异，因而在测量和控制技术中，这些光电管可以担负人眼所不能胜任的工作，如坦克和装甲车的夜视镜等。

一般充气光电管当入射光频率大于8000Hz时，光电流将有下降趋势，频率愈高，下降得愈多。;3.2光电倍增管

一、组成;2．光电阴极;4．倍增系统;5．阳极;二、光电倍增管及其基本特性;（1）倍增系数M倍增系数M等于n个倍增电极的二次电子发射系数δ的乘积。如果n个倍增电极的δ都相同，则M=因此，阳极电流I为

I=i·i—光电阴极的光电流

光电倍增管的电流放大倍数β为

β=I/i=

M与所加电压有关，M在105~108之间，稳定性为1％左右，加速电压稳定性要在0.1％以内。如果有波动，倍增系数也要波动，因此M具有一定的统计涨落。一般阳极和阴极之间的电压为1000~2500V，两个相邻的倍增电极的电位差为50~100V。对所加电压越稳越好，这样可以减小统计涨落，从而减小测量误差。;;（2）光电阴极灵敏度和光??倍增管总灵敏度

一个光子在阴极上能够打出的平均电子数叫做光电倍增管的阴极灵敏度。而一个光子在阳极上产生的平均电子数叫做光电倍增管的总灵敏度。

光电倍增管的最大灵敏度可达10A/lm，极间电压越高，灵敏度越高；但极间电压也不能太高，太高反而会使阳极电流不稳。

另外，由于光电倍增管的灵敏度很高，所以不能受强光照射，否则将会损坏。;光电倍增管的电流放大倍数为;（3）暗电流和本底脉冲

一般在使用光电倍增管时，必须把管子放在暗室里避光使用，使其只对入射光起作用；但是由于环境温度、热辐射和其它因素的影响，即使没有光信号输入，加上电压后阳极仍有电流，这种电流称为暗电流，这是热发射所致或场致发射造成的，这种暗电流通常可以用补偿电路消除。

如果光电倍增管与闪烁体放在一处，在完全蔽光情况下，出现的电流称为本底电流，其值大于暗电流。增加的部分是宇宙射线对闪烁体的照射而使其激发，被激发的闪烁体照射在光电倍增管上而造成的，本底电流具有脉冲形式。;光电倍增管的光照特性

;;;国产光电倍增管的技术参数;鼠标原理分析;光机鼠的结构：鼠标内有一个圆的实心的橡皮球，在它的上下方向和左右方向各有一个转轮和它相接触，这两个转轮各连接着一个光栅轮，光栅轮的两侧各有一个发光二级管和光敏三极管。要是不太清楚的话，拆开自己的鼠标看看吧。

光机鼠的原理：当鼠标移动时，橡皮球滚动，并带动两个飞轮转动。光敏三级管便感受到光线的变化，由于光电效应，而反应出电学性质上的相应变化，并把反应的电信号传输到鼠标内的控制芯片，再由芯片将鼠标的变化数据传给电脑。此时屏幕上的鼠标箭头就开始移动了。可见，发光二极管产生光机鼠标工作时所需要的光源，光敏三极管则负责接收光，并将光信号转换成电信号。把移动距离及方向的位置信息变成脉冲传给计算机，再由计算机把脉冲转换成鼠标光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。