光电倍增管

原理

　　阴极在光照下发射出光电子，光电子受到电极间电场作用获得较大能量打在倍增电极上，产生二次电子发射，经过多极倍增的光电子到达阳极被收集而形成阳极电流，随光信号的变化。在倍增极不变的条件下，阳极电流随光信号变化。

结构

　　光电倍增管的阴极一般都采用具有低逸出功能的 碱金属材料所形成的光电发射面。光电倍增管的窗材 料通常由硼硅玻璃、透紫玻璃（UV玻璃）、合成石英 玻璃和氟化镁（或镁氟化物）玻璃制成。硼硅玻璃窗 材料可以透过近红外至300nm垢可见入射光，而其它3 种玻璃材料则可用于对紫外区不可见光的探测。 光电倍管的工作过程光电倍增管主要由光阴极K、倍增极D和阳极A组成 光电倍管的工作过程当有光子入射到光阴极K上，只要光子的 能量大于光阴极材料的脱出功，就会有电子从 阴极的表面逸出而成为光电子．在K和D1之间 的电场作用下，光电子被加速后轰击倍增 极D1，从而使D1产生二次电子发射．每一个 电子的轰击约可产生3～5个二次电子，这样就 实现了电子数目的放大．D1产生的二次电子被 D2和D1之间的电场加速后轰击D2，……．这 样的过程一直持续到一级倍增极Dn

工作过程

　　每经过一级倍增极，电子数目便被放大一次， 倍增极的数目有8～13个，一级倍增极Dn 发射的二次电子被阳极A收集，其电子数目可 达光阴极K发射光电子数的146倍以上．若将灵 敏检流计串接在阳极回路中，则可直接测量阳 极输出电流．若在阳极串接电阻RL作为负载， 则可测量RL两端的电压，此电压正比于阳极电 流．

　　造成非线性的原因

　　（1）内因，即空间电荷，光电阴极的电阻 率，聚焦或收集效率等的变化；

　　（2）外因，光电倍增管的输出信号电流在 负载电阻上的压降，对末级倍增极电压 产生的负反馈和电压的再分配，都可能 破坏输出信号的线性。

特点

　　放大倍数很高，用于探测微弱信号；

　　光电特性的线性关系好 ；

　　工作频率高 ；

　　性能稳定，使用方便 ；

　　供电电压高；

　　玻璃外壳，抗震性差；

　　价格昂贵，体积大；

伏安特性

　　（a）阴极伏安特性 在入射到光电倍增管阴极面上的光 通量一定时，阴极电流与阴极和倍 增极之间的电压（称阴极电压）的关系 曲线叫阴极伏安特性，经研究，在阴极 电压较小时，阴极电流随着阴极电压的 增大而增加，直到阴极电压大于一定值 后，阴极电流才趋向饱和，且与入射光 通量成线性关系。 伏安特性

　　（b）阳极伏安特性 在入射到光电倍增管阳极面上的光 通量一定时，阳极电流与阳极和末级倍 增极之间的电压（称阳极电压）的关系 曲线叫阳极伏安特性。性质同阴极伏安 特性。

注意事项

　　不宜用强光，容易引起疲劳

　　额定电压和电流内工作

　　入射光斑尺寸和管子的有效阴极面尺寸向对应

　　电场屏蔽和磁屏蔽

　　测交变光时，负载电阻不宜过大