1 光电倍增管基础知识之一 (光电倍增管的工作原理、特点及应用) 一光电倍增管的工作原理 光电倍增管是一种真空光电器件(真空管)
它的工作原理是建立在光电效应(光电发射)、二次电子发射、电子光学理论基础上的
它昀工作过程是:光子通过光窗入射到光电阴极 L 产生光电子,光电子通过电子光学输入系统进入倍增系统,电子得到倍增,最后阳极把电子收集起来,形成阳极电流或电压
因此一个光电倍增管可以分为几个部分: (1)入射光窗、 (2)光电阴极、 (3)电子光学输入系统、 (4)二次倍增系统、 (5)阳极
2 光电倍增管结构如图(1)所示
图(1 )光电倍增管结构示意图 1 入射光窗: 让光通过的光窗一般有 (1) 硼硅玻璃(300nm)、 (2) 透紫玻璃(185nm)、 (3) 合成(熔融)石英(160nm)、 (4) 蓝宝石(Al2O3)150nm、 (5) MgF2(115nm)
光电倍增管光谱短波阈由入射 光窗决定
3 2 光电阴极 光电阴极是接收光子而放出光电子的电极
一般分为半透明(入射光和光电子同一方问)的端面或四面窗阴极和不透明(入射光的方向与光电子方向相反)
见图(2 )电子轨迹图
图(2 )电子轨迹图 4 光电阴极的材料多用低逸出功的碱金属为主的半导体化合物,到目前为止,实用的先电阴极材料达十种之多: (1) Sb-Cs 特点是: 阴极电阻低,允许强光下有大电流流过阴极的场合下工作) ( 2) 双碱(Sb-RbCs、Sb-K-Cs) 特点是: 灵敏度较高 暗电流小-热电子发射小) ( 3) 高温双碱(Sb-K-Na) 特点是: 耐高温-200℃ (4) 多碱(Sb-K-Na-Cs)
特点是: 宽光谱 灵敏度高 (5) Ag-O-Cs多碱 特点是: 光谱可到近红外 灵敏度低) 5 (6) GaAs(Cs) 特点是: 高灵敏 光谱平坦 强光下容易引起灵敏度