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臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥
光电倍增管特性实验
实验目的
【】
1、熟悉光电倍增管的基本构成和工作原理，掌握光电倍增管参数的测量方
法；
2、掌握光电倍增管高压电源模块的使用方法；
3、学习光电倍增管输出信号的检测和变换处理方法。
基本原理
【】
1．光电倍增管结构及工作原理
光电倍增管是一种真空管，它由光窗、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。
电子倍增系统
为使光电倍增管正常工作，光电倍增管中阴极（K）和阳极（A）之间分布有
多个电子倍增极Dn。如图2所示，在管外的阴极（K）和各个倍增极及阳极（A）
引脚之间串联多个电阻Rn,由Rn形成的分压电阻使各个倍增极相对阴极而言加
上了逐步升高的正电压，要在阴极（K）和阳极（A）之间加上500～3000V左右
的高电压，目的是吸引并加速从阴极飞出的光电子，并使他们飞向阳极。
图1
图1中回路电流I是流过分压器回路的电流，被叫做分压器电流，它和后面
b
叙述的输出线性有很大的关系。I可近似用工作电压V除以分压电阻之和的值来
b
表示。
光电倍增管的输出电流主要是来自于最后几级，为了在探测脉冲光时，不使
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臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥
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。图中和电阻并联的电容C、C、C、C就是因此而设计的。
n-3n-2n-1n
本实验系统使用的电子倍增系统为环形聚焦型。由光阴极发射出来的光电子
被第一倍增极电压加速撞击到第一倍增极，以致发生二次电子发射，产生多于入
射光电子数目的电子流。这些二次电子发射的电子流又被下一个倍增极电压加速
撞击到下一个倍增极，结果产生又一次的二次电子发射，连续地重复这一过程，
直到最末倍增极的二次电子发射被阳极收集，光电子经过从第1极到最多19极
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的倍增电极系统，可获得10倍到10倍的电流倍增之后到达阳极。这时可以观测
到，光电倍增管的阴极产生的很小的光电子电流，已经被放大成较大的阳极输出
电流。通常在阳极回路要接入测量阳极电流的仪表，为了安全起见，一般使阳极
通过RL接地，阴极接负高压。
总之，当入射光经过下述过程后，光电倍增管才能输出电流。
（1）入射光透过玻璃光窗；
（2）激励光电阴极的电子向真空中放出光电子（外光电效应）；
（3）光电子经聚焦极汇集到第一倍增极上，进行二次电子倍增后，相继经
各倍增极发射二次电子；
（4）由末级倍增极发射的二次电子经阳极输出。
2．光电倍增管的主要参量与特性
（1）光谱响应
光电倍增管的阴极将入射光的能量转换为光电子。其转换效率（阴极灵敏度）
随入射光的波长而变。这种光阴极灵敏度与入射光波长之间的关系叫做光谱响应
特性。图3给出了双碱光电倍增管的典型光谱
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