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§ 3.1.1 光电倍增管回目录
1
光电信息转换器件的主要特性和参数如下：
1,光电特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ Ф） [光通量 ]
2,光谱特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ λ） [入射光波长 ]
3,伏安特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ Ｕ ） [电压 ]
4,频率特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ f） [入射光调制频率 ]
5,暗电流 ―─ Ф＝ 0时光电信息转换器件输出的电流,
有时称为 IФ＝ 0
6,灵敏度 ―─ 对于复色光,S=(积分灵敏度 )Δ I /ΔФ
对于单色光,
S（ λ ） (光谱灵敏度 )＝ Δ I（ λ ） /ΔФ（ λ ）
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2
一,结构与原理光电倍增管由光窗,光电阴极,电子光学系统,电子倍增系统和阳极等 五个主要部分组成,其外形如图
3.1.1-1所示 。
侧窗式端窗式第三章光电信息转换上一页下一页回首页回末页结束第三章
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3
1,光窗光窗是入射光的通道,是对光吸收较多的部分 。 常用的光窗材料有钠钙玻璃,硼硅玻璃,紫外玻璃,熔凝石英和氟镁玻璃等 。
2,光电阴极它的作用是接收入射光,向外发射光电子 。 制作光电阴极的材料多是化合物半导体 。
3,电子光学系统任务：（ 1）通过对电极结构的适当设计，使前一级发射出来的电子尽可能没有散失地落到下一个倍增极上，使下一级的收集率接近于 1；（ 2）使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的时间尽可能相同，使渡越时间零散最小。
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4
4．倍增系统倍增系统是由许多倍增极组成的综合体，每个倍增极都是由二次电子倍增材料构成的，具有使一次电子倍增的能力。倍增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。光电倍增管是利用二次电子发射（当高速的电子打击到金属表面
，由于高速电子的动能被金属吸收，改变了金属原子内电子能量的状态，使有些电子从金属表面逸出）现象制成的
。
如果每个电子落到某一倍增极上从该倍增极打出 σ个二次电子，那么很明显地：
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5
式中,I —— 阳极电流 ;
i0 —— 光阴极发出的光电流 ;
n ——— 光电倍增极的级数。
光电倍增管的电流放大系数 β 可用下式表示,
β = =
倍增系统有 聚焦型 和 非聚焦型 两类。
聚焦型 倍增系统倍增极的结构形式有直瓦片式、圆瓦片式 ;
非聚焦 倍增系统倍增极的结构形式有百叶窗式和盒棚式。
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6
5,阳极阳极是用来收集最末一级倍增极发射出来的电子的
。 现在普遍采用金属网来作阳极,使它置于靠近于最末一级倍增极附近 。
二,光电倍增管的特性：
1．光电特性
2．光谱特性
3,伏安特性
4．放大特性
5,频率特性
6．疲乏特性
7,暗电流 Iφ =0
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三、分析与计算对测量直流信号，为了保证管子工作于线形状态，分压器电流应不小于阳极电流的 20倍。但过分增大分压器电流
，假如分压器又靠近管子，则管子受到分压器的加热而增大暗电流和噪声。分压器电阻的功率应为计算功率的 2倍，
这样可预防由于电阻发热而引起阻值改变。
输出大脉冲电流 (如 100毫安以上 )，用一般分压器会出现饱和，这时可使后面几级间的分压电阻为前面的几倍至十几倍，饱和电流会大大提高。
为了避免在最后几个倍增极上由于信号脉冲电流过大而影响级间电位分布，需在若干个极间接上储能电容。设输出脉冲为矩形波，如要求极间电压变化小于 1％，则旁路电容值的大小可按下式计算：
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式中 Ia —— 阳极电流脉冲幅度 (安 )；
Δ t —— 脉冲宽度 (秒 )；
U —— 阳极与最后一级 (末级 )倍增极之间的电压 (伏 )；
C —— 储能电容 (法拉 )。
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光电信息转换器件的主要特性和参数如下：
1,光电特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ Ф） [光通量 ]
2,光谱特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ λ） [入射光波长 ]
3,伏安特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ Ｕ ） [电压 ]
4,频率特性 ―─ IФ [光电流 ]＝ F（ f） [入射光调制频率 ]
5,暗电流 ―─ Ф＝ 0时光电信息转换器件输出的电流,
有时称为 IФ＝ 0
6,灵敏度 ―─ 对于复色光,S=(积分灵敏度 )Δ I /ΔФ
对于单色光,
S（ λ ） (光谱灵敏度 )＝ Δ I（ λ ） /ΔФ（ λ ）
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一,结构与原理光电倍增管由光窗,光电阴极,电子光学系统,电子倍增系统和阳极等 五个主要部分组成,其外形如图
3.1.1-1所示 。
侧窗式端窗式第三章光电信息转换上一页下一页回首页回末页结束第三章
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1,光窗光窗是入射光的通道,是对光吸收较多的部分 。 常用的光窗材料有钠钙玻璃,硼硅玻璃,紫外玻璃,熔凝石英和氟镁玻璃等 。
2,光电阴极它的作用是接收入射光,向外发射光电子 。 制作光电阴极的材料多是化合物半导体 。
3,电子光学系统任务：（ 1）通过对电极结构的适当设计，使前一级发射出来的电子尽可能没有散失地落到下一个倍增极上，使下一级的收集率接近于 1；（ 2）使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的时间尽可能相同，使渡越时间零散最小。
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4．倍增系统倍增系统是由许多倍增极组成的综合体，每个倍增极都是由二次电子倍增材料构成的，具有使一次电子倍增的能力。倍增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。光电倍增管是利用二次电子发射（当高速的电子打击到金属表面
，由于高速电子的动能被金属吸收，改变了金属原子内电子能量的状态，使有些电子从金属表面逸出）现象制成的
。
如果每个电子落到某一倍增极上从该倍增极打出 σ个二次电子，那么很明显地：
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式中,I —— 阳极电流 ;
i0 —— 光阴极发出的光电流 ;
n ——— 光电倍增极的级数。
光电倍增管的电流放大系数 β 可用下式表示,
β = =
倍增系统有 聚焦型 和 非聚焦型 两类。
聚焦型 倍增系统倍增极的结构形式有直瓦片式、圆瓦片式 ;
非聚焦 倍增系统倍增极的结构形式有百叶窗式和盒棚式。
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5,阳极阳极是用来收集最末一级倍增极发射出来的电子的
。 现在普遍采用金属网来作阳极,使它置于靠近于最末一级倍增极附近 。
二,光电倍增管的特性：
1．光电特性
2．光谱特性
3,伏安特性
4．放大特性
5,频率特性
6．疲乏特性
7,暗电流 Iφ =0
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三、分析与计算对测量直流信号，为了保证管子工作于线形状态，分压器电流应不小于阳极电流的 20倍。但过分增大分压器电流
，假如分压器又靠近管子，则管子受到分压器的加热而增大暗电流和噪声。分压器电阻的功率应为计算功率的 2倍，
这样可预防由于电阻发热而引起阻值改变。
输出大脉冲电流 (如 100毫安以上 )，用一般分压器会出现饱和，这时可使后面几级间的分压电阻为前面的几倍至十几倍，饱和电流会大大提高。
为了避免在最后几个倍增极上由于信号脉冲电流过大而影响级间电位分布，需在若干个极间接上储能电容。设输出脉冲为矩形波，如要求极间电压变化小于 1％，则旁路电容值的大小可按下式计算：
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式中 Ia —— 阳极电流脉冲幅度 (安 )；
Δ t —— 脉冲宽度 (秒 )；
U —— 阳极与最后一级 (末级 )倍增极之间的电压 (伏 )；
C —— 储能电容 (法拉 )。
