下载文档原格式
光电倍增管常规使用寿命光电倍增管（Photomultiplier Tube，简称PMT）是一种用于弱光信号检测和放大的器件，常见于光学和核物理实验中。
它能将输入的光信号电荷转化为输出的放大脉冲信号。
光电倍增管具有高增益、快速响应和高灵敏度等特点，因此在科研领域得到广泛应用。
光电倍增管的使用寿命是指其工作时间达到一定时间后，性能下降到一定程度或无法正常工作的时间。
光电倍增管的寿命主要受到两方面因素的影响：光电阴极寿命和倍增极寿命。
光电阴极寿命指的是光电倍增管的主要部件，也是信号放大的起始点，它能转化光信号为电子信号。
倍增极寿命指的是倍增极的电子增益的稳定性和寿命。
光电倍增管的光电阴极寿命主要与阴极的材料和使用条件有关。
光电阴极通常采用碱金属或铌酸盐等材料制成，这些材料具有高量子效率和稳定的寿命。
在正常使用条件下，光电阴极寿命可达几万小时。
然而，在特殊工作环境下，如高温、高湿度、高辐射等情况下，光电阴极寿命可能会缩短。
光电倍增管的倍增极寿命主要与倍增极的制造工艺和使用条件有关。
倍增极通常是由若干个金属环组成的，金属环上涂有碱金属。
电子经过光电阴极后，进入倍增极，通过与碱金属相互作用，发生倍增过程，从而将电荷放大。
然而，倍增极操作中的高电压和较大电流会导致金属环的氧化和烧损，从而影响倍增极的寿命。
一般情况下，正常使用条件下，光电倍增管的倍增极寿命可达几万小时。
除了光电阴极和倍增极的寿命，光电倍增管的寿命还受到一些其他因素的影响，如温度、湿度、电压、光照强度等。
过高或过低的温度、湿度、电压都可能导致光电倍增管的性能下降或损坏。
特别是在高温环境下，光电倍增管的寿命会明显缩短。
此外，光电倍增管在一定工作范围内，光照强度过高可能会对其寿命造成影响。
为了延长光电倍增管的寿命，通常需要注意以下几点。
首先，应在正常的工作条件下使用光电倍增管，并避免超过其工作参数范围。
其次，应避免频繁开关光电倍增管，以减少电压和电流的冲击对器件的损伤。
PMT基础知识之一(A)光电倍增管的工作原理、特点及应用-图文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。
1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。
22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3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）4(6) GaAs（Cs）特点是：高灵敏光谱平坦强光下容易引起灵敏度变坏）。
(7) Cs-I特点是日盲，在115nm的短波也有高(8) Cs-Te特点是：日盲、阴极面透过型和反射型）我公司生产的PMT的阴极材料主要是(1) Sb-Cs(2)双碱（Sb-RbCs、Sb-K-Cs）(3)高温双碱（Sb-K-Na）(4)多碱（Sb-K-Na-Cs）5。
光电倍增管使用方法光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是一种能够将光信号转换成电信号的敏感器件，具有高增益、高灵敏度和快速响应的特点。
它被广泛应用于科学研究、医学诊断、核物理、生物化学等领域。
下面将详细介绍光电倍增管的使用方法。
1.环境准备：在使用光电倍增管之前，首先需要准备好适宜的工作环境。
由于光电倍增管对光线十分敏感，因此要确保实验室或工作场所的光线相对较暗。
此外，还需要确保环境的温度、湿度等参数符合光电倍增管的工作要求。
2.连接电路：在使用光电倍增管之前，需要将光电倍增管与相应的电路连接起来。
光电倍增管通常包括阳极、阴极、光阴极等部分。
需要将阴极接地，让阳极与相应的高压电源相连。
此外，还需要将光阴极与光源相连。
3.调整高压电源：光电倍增管需要较高的工作电压才能正常工作。
一般来说，工作电压可在600-1600V之间调整。
在调整高压电源时，需要慢慢提高电压，并通过观察输出信号的强度和稳定性来判断是否达到了最佳的工作电压。
如果电压过高或过低，都可能会导致信号的失真或降低增益。
4.做好屏蔽措施：由于光电倍增管对外界的电磁干扰非常敏感，因此需要采取一定的屏蔽措施来避免或减少干扰。
可以选择使用金属屏蔽箱将光电倍增管包裹起来，或者在周围设置金属屏蔽罩等措施来减少外界的电磁辐射。
5.测试光源：在进行实际的测量之前，需要对所使用的光源进行测试和标定。
可以使用一块稳定的参考光源，并使用相应的光功率计来测量光源的功率。
通过比较标定光源的输出信号和待测光源的输出信号，可以得到待测光源的光功率。
6.测试和记录数据：在进行实际测量之前，需要先对光电倍增管进行测试。
可以将光源放置在光电倍增管的前方，并通过调节高压电源和滤光器等参数来获得较好的信号。
在测量过程中，可以记录下输入信号和输出信号的电压或电流值，并计算和记录下相应的增益。
7.分析数据：在测量完成后，需要对记录的数据进行分析和处理。
可以通过绘制输入信号和输出信号的关系图，来确定光电倍增管的增益和线性范围等参数。
光电倍增管名词解释
光电倍增管（Photomultiplier Tube，缩写为PMT）是一种用于侦测和放大光信号的装置。
光电倍增管由光阴极、一系列电子倍增器和一个收集电极组成。
当光信号照射在光阴极上时，光子将释放出光电子。
这些光电子被加速和聚焦，并在电子倍增器中经历多次电子增强效应。
每个电子增强阶段都是一种二极管结构，在高电压驱动下，光电子的能量被倍增，从而形成一个大量的电子脉冲。
最后，这些电子脉冲被收集电极捕获并转化为电流信号。
光电倍增管具有高增益、高灵敏度、低噪声、快速响应和广泛的波长响应范围等特性。
它被广泛应用于科学研究、核物理实验、化学分析、医学成像等领域。
光电倍增管和硅光电倍增管
光电倍增管（Photo Multiplier Tube，简称PMT）是一种高灵敏度的光电探测器件，能够将微弱的光信号转化为电信号，广泛应用于光子计数、弱光探测、核医学等领域。
光电倍增管由光电阴极、倍增极和阳极组成，其核心部分是光电阴极和倍增极。
当光子入射到光电阴极上时，会激发出光电子，这些光电子在倍增极上经过多次倍增后，最终到达阳极，输出电信号。
硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier，简称SiPM）是一种新型的光电探测器件，是二十世纪九十年代末发明的一种基于PN结的传感器。
它由多个雪崩二极管（APD）并联组成，具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。
硅光电倍增管的工作原理是当光子入射到硅光电倍增管的敏感区域时，会产生光电子，这些光电子在雪崩二极管中经过电场加速后与半导体晶体发生碰撞，激发出更多的电子，这些电子再经过电场加速后继续碰撞，形成雪崩效应，最终产生大量的电子和空穴，输出电信号。
硅光电倍增管与光电倍增管的区别：
1.材料不同：硅光电倍增管使用的是硅材料，而光电倍增管使用的是玻璃材料。
2.结构不同：硅光电倍增管是由多个雪崩二极管并联组成，而光电倍增管是由光电阴极、倍增极和阳极组成。
3.增益不同：硅光电倍增管的增益通常比光电倍增管更高，可以达到数千倍甚至更高。
4.尺寸不同：硅光电倍增管通常比光电倍增管更小，更便于集成和使用。
总之，硅光电倍增管是一种基于PN结的新型光电探测器件，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性等特点，适用于多种领域的光电探测和测量。
光电倍增管的原理
光电倍增管是一种用于检测和放大微弱电信号的电子元件。
它在接收端接收一个微弱的电信号，并将其放大多次，从而将信号放大到可以进行数字处理或分析的程度。
光电倍增管的原理是利用半导体器件的光电效应，使接收到的微弱电信号能够被放大多次。
光电倍增管由三个部分组成：接收端、放大端和输出端。
接收端接收微弱的电信号，然后通过半导体器件的光电效应，将电信号转换成光信号。
在放大端，光信号经过电子器件的多次放大，然后再转换成电信号，直至达到可以进行数字处理或分析的程度。
最后，电信号会从输出端输出。
光电倍增管的优点在于可以将微弱的信号放大多次，从而达到可以进行数字处理或分析的程度。
此外，它可以减少外界噪声对信号的影响，使信号更加清晰。
另外，光电倍增管可以实现对信号的快速响应，并且可以实现高精度的检测。
光电倍增管是一种用于检测和放大微弱电信号的有效元件，它可以有效地将微弱电信号放大多次，从而达到可以进行数字处理或分析的程度。
由于它的优点，光电倍增管已经在许多现代电子设备中得到了广泛应用，如汽车、工业控制、航空航天等领域。
光电倍增管—PMT简介光电倍增管：PhotoMultiplier Tube，简称PMT，是灵敏度极高，响应速度极快的光探测器。
可广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中。
光电倍增管的一般结构光电倍增管由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）等组成。
典型的光电倍增管按入射光接收方式可分为端窗式和侧窗式两种类型。
其主要工作过程如下：当光照射到光阴极时，光阴极向真空中激发出光电子。
这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，并通过进一步的二次发射得到的倍增放大。
然后把放大后的电子用阳极收集作为信号输出。
因为采用了二次发射倍增系统，所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器中，具有极高的灵敏度和极低的噪声。
另外，光电倍增管还具有响应快速、成本低、阴极面积大等优点。
光电倍增管的类型1 按接收入射光方式分类光电倍增管按其接收入射光的方式一般可分成端窗型（Head-on）和侧窗型（side-on）两大类。
侧窗型光电倍增管（R系列）是从玻璃壳的侧面接收入射光，两端窗型光电倍增管（CR系列）则从玻璃壳的顶部接收射光。
图2和图3分别是侧窗式光电倍增管和端窗式光电倍过管的外形图。
在通常情况下，侧窗型光电倍增管（R系列）的单价比较便宜（一般数百元/只），在分光光度计、旋光仪和常规光度测定方面具有广泛的应用。
大部分的侧窗型光电倍增管使用不透明光阴极（反射式光阴极）和环形聚焦型电子倍增极结构，这种结构能够使其在较低的工作电压下具有较高的灵敏度。
端窗型光电倍增管（CR系列）也称顶窗型光电倍增管。
其价格一般在千元以上，它是在其入射窗的内表面上沉积了半透明的光阴极（透过式光阴极），这使其具有优于侧窗型的均匀性。
端窗型光电倍增管的特点是拥有从几十平方毫米到几百平方厘米的光阴极，另外，现在还出现了针对高能物理实验用的可以广角度捕获入射光的大尺寸半球形光窗的光电倍增管。
光电二极管与光电倍增管的比较与分析光电二极管和光电倍增管是两种常见的光电转换器件，它们在光电信号转换方面具有重要的应用。
本文将对这两种器件进行比较与分析，以便更好地理解它们的优缺点和适用场景。
一、结构光电二极管是一种简单的二极管结构，由正负两极组成。
它具有一个P型区域和一个N型区域，当光照射到P-N结区域时，会产生电子-空穴对，从而形成电流。
而光电倍增管则是在二极管的基础上增加了电子倍增结构，由阴极、光电阴极、倍增结和阳极组成。
当光照射到光电阴极时，会释放出电子，这些电子经过倍增结的放大作用，最终形成电流输出。
二、工作原理光电二极管的工作原理是基于光电效应，即光照射到器件表面时，光子的能量被电子吸收，使电子克服P-N结的电势垒，产生漂移电流。
而光电倍增管则是通过光电阴极释放出的电子，经过倍增结的连续倍增作用，使电流得到进一步放大。
三、灵敏度光电倍增管由于增加了倍增结构，能够将从光电阴极释放出的电子倍增放大，因此具有很高的灵敏度。
光电倍增管的灵敏度通常比光电二极管高几个数量级。
而光电二极管的灵敏度相对较低，对光强要求较高。
四、响应速度光电二极管由于其简单的结构，响应速度较快，通常在纳秒级别。
而光电倍增管由于增加了倍增结构，响应速度相对较慢，通常在微秒级别。
五、应用场景光电二极管适用于对光强度信号的测量和检测，例如环境光强度检测、相机感光等。
其响应速度快、结构简单、价格低廉等特点，使其在众多应用中得到广泛应用。
而光电倍增管则适用于对弱光信号的放大和探测，例如夜视仪、粒子探测等。
其灵敏度高、信噪比好等特点，使其在特定领域有着重要的应用价值。
六、发展趋势随着科技的不断发展，光电转换器件也在不断完善和创新。
近年来，光电倍增管在材料、工艺和结构上进行了改进，提高了其灵敏度和响应速度。
而光电二极管则通过结构优化和加工工艺改进，实现了更高的灵敏度和更快的响应速度。
两者的性能差距逐渐缩小，且相互补充的趋势也逐渐明显。
光电倍增管工作原理光电倍增管是一种用于增强光信号的电子器件，它在科学研究、医学诊断、环境监测等领域有着广泛的应用。
它的工作原理主要基于光电效应和电子倍增效应。
在光电倍增管中，光子首先被光阴极吸收，激发出光电子，然后这些光电子经过倍增过程，最终转化为电子脉冲信号输出。
下面我们将详细介绍光电倍增管的工作原理。
光电倍增管的工作原理可以分为三个主要步骤，光电发射、电子倍增和输出信号。
首先是光电发射阶段，光子进入光电倍增管后被光阴极吸收，激发出光电子。
光阴极是由碱金属或化合物组成的，当光子击中光阴极时，光能被转化为电子能，从而使光阴极发射出光电子。
这些光电子带有能量和动量，随后被加速电场加速，进入光电倍增管的二次发射极。
接下来是电子倍增阶段，光电子进入光电倍增管后，经过二次发射极的发射，进入第一次倍增结构。
在这个结构中，光电子受到强电场的作用，引发二次发射，产生更多的次级电子。
这些次级电子再次受到电场的加速，进入下一个倍增结构，如此循环，最终形成电子倍增效应。
通过这种方式，原始光电子被倍增成为大量的电子，从而增强了光信号。
最后是输出信号阶段，经过电子倍增后的电子被收集到阳极上，形成电子脉冲信号输出。
这些电子脉冲信号可以被进一步处理和放大，最终转化为可观测的电压信号。
这样，光电倍增管完成了对光信号的增强和转换，为后续的信号处理提供了可靠的基础。
总的来说，光电倍增管的工作原理是基于光电效应和电子倍增效应的相互作用。
光子被吸收后产生光电子，经过电子倍增作用形成大量电子，最终转化为电子脉冲信号输出。
光电倍增管在光信号增强方面具有独特的优势，广泛应用于科学研究和工程技术领域。
希望通过本文的介绍，读者对光电倍增管的工作原理有了更深入的了解。
光电倍增管的使用注意事项光电倍增管是一种由光电效应和倍增效应结合而成的特殊探测器件，广泛应用于光电信号放大和探测方面。
在使用光电倍增管时，需要注意以下几个方面。
首先，光电倍增管在运输、安装和使用过程中需要特别小心轻拿轻放，避免碰撞和摔落，以免损坏管壁和压电盖，导致泄漏和损坏光电倍增管。
其次，在使用过程中要注意光电倍增管的工作环境温度和湿度。
过低的温度和过高的湿度会影响光电倍增管的使用寿命和性能稳定性。
因此，在工作环境温度范围内，并且保持一定的湿度，可以确保光电倍增管正常工作。
第三，对于具有放大倍数可调的光电倍增管来说，在使用前应该校正和调节倍数。
校正倍数可以通过在已知输入信号下进行调节，使输出信号能够达到期望值。
同时，为了确保光电倍增管的工作稳定性，应该及时检查和校正倍数。
第四，光电倍增管的阳极电压和放大倍数之间存在一定的关联。
在设计和使用过程中，应该确保阳极电压的选择和放大倍数的要求相匹配。
过高或过低的阳极电压都会导致输出信号的畸变和失真。
第五，光电倍增管的光阴极灵敏度会随着时间的推移而逐渐下降。
因此，在使用光电倍增管时，应该定期检查和测试光电倍增管的灵敏度，必要时进行更换或调整。
第六，光电倍增管在使用过程中需要避免长时间暴露在强光下。
强光会使光电倍增管产生过度饱和和脱扩的现象，导致输出信号失真和波形畸变。
第七，光电倍增管对外界电磁干扰敏感。
在使用过程中，应该避免附近有强电磁场干扰，以免影响光电倍增管的正常工作。
第八，光电倍增管的管壁和压电盖是重要的密封部件，应该定期检查和维护，确保其完好无损。
对于已经出现泄漏或损坏的光电倍增管，应该及时更换。
最后，使用光电倍增管时应该严格按照厂家提供的操作手册进行操作，以确保正常使用和避免出现意外情况。
总之，光电倍增管是一种精密的仪器，使用过程中需要注意各种细节，以确保其正常工作和稳定性能。
通过对光电倍增管的正确使用和维护，可以更好地发挥其功能和应用价值。
光电倍增管使用方法
光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是一种用来检测光
信号的装置，使用光电倍增管需要注意以下步骤：
1. 准备工作：确保光电倍增管的工作环境安静，避免有其他光源或电磁辐射干扰。
2. 连接电源：将光电倍增管的电源连接到适当的电源，根据厂家提供的规格和说明设置电压。
注意遵守电源的安全操作规程，确保正确的电源极性。
3. 连接信号输出：将光电倍增管的信号输出线与适当的接收器或数据采集装置连接，以接收和记录光信号。
4. 准备样品：根据实验需求，准备需要检测的样品并将其暴露在光电倍增管的检测窗口前。
5. 选择增益：根据实验需求，选择合适的增益级别。
光电倍增管的增益级别通常通过调整电压来控制，增减电压可以改变增益。
6. 开始检测：打开电源，调整增益到合适的水平后，开始记录、观察或分析光信号。
7. 数据分析：根据实验需求，对通过光电倍增管检测到的信号进行必要的数据分析和处理。
8. 关闭和维护：实验结束后，关闭电源。
根据厂家提供的维护说明，定期清洁和维护光电倍增管，以保持其稳定的性能。
需要注意的是，在使用光电倍增管时要小心避免光电倍增管受到过高的光辐射和电磁干扰，以免影响其性能和寿命。
同时，在调整增益水平时要小心操作，避免产生过高的电压，可能会损坏光电倍增管。
电子束光电器件：光电倍增管的能量分辨率分析与改进引言：光电倍增管是一种重要的光电器件，广泛应用于科学研究、医学影像、环境监测等领域。
它具有高增益、快速响应和低噪声等优点，但在能量分辨率方面存在一些限制。
本文旨在对光电倍增管的能量分辨率进行分析，并提供改进方法，以提高其性能。
一、光电倍增管的工作原理和结构光电倍增管是一种基于光电效应的电子检测器，由光阴极、倍增结构和收集阳极组成。
它的工作原理是当光子入射到光阴极上时，产生光电子，这些光电子经过电子倍增结构的多级倍增后，最终被收集阳极接收并测量。
光电倍增管的结构精细复杂，包括分布式传输线、镀铝膜增益结构以及细微的几何形状。
这些结构对能量分辨率的影响至关重要。
二、光电倍增管能量分辨率的定义和影响因素能量分辨率是指测量光子能量时的分辨精度，通常以全宽度半最大值（FWHM）或标准差表示。
光电倍增管的能量分辨率主要受以下因素影响：1. 光阴极材料：光电子的发射效率和能量分布由光阴极材料决定，不同材料的光电子发射特性不同，影响能量分辨率。
2. 倍增结构：倍增结构的设计和制造精度直接影响能量分辨率。
束流的传输能力、电子传输速度以及电子之间的碰撞和散射效应都会对能量分辨率产生影响。
3. 信号电子传输线：信号电子在传输线上会发生时间扩散和空间扩散，进而降低能量分辨率。
传输线的电场分布和长度都是影响因素。
4. 解调电路：解调电路是将光电倍增管产生的脉冲信号转换为能量信息的重要部分。
解调电路的设计和性能直接影响能量分辨率。
三、光电倍增管能量分辨率的改进方法为了提高光电倍增管的能量分辨率，可以采取以下改进方法：1. 优化光阴极材料：选择发射效率高、能量响应广泛且一致的材料作为光阴极，如碱金属化合物等。
通过材料的纯度提高和表面处理等方法，进一步优化光电子发射性能。
2. 优化倍增结构设计：利用先进的微纳加工技术制备高精度的倍增结构，减小回旋电子的碰撞和散射效应，提高能量分辨率。
PMT的原理与应用的注意事项1. PMT的原理光电倍增管（Photomultiplier Tube，简称PMT）是一种用于检测光信号的高灵敏度光电探测器。
它由光电阴极、一系列倍增电极和收集极组成。
当光信号照射在光电阴极上时，光电阴极会发射出电子。
这些电子会经过倍增电极，通过倍增效应不断增强，最终形成一个可测量的电流信号。
PMT的工作原理如下：•光电效应：光信号照射在光电阴极上，光子与光电阴极相互作用，使阴极上的电子获得足够的能量，从而被解离出来。
•电子倍增：被解离出来的电子会被加速到第一个倍增电极上，这个倍增电极具有较高的正电压，使电子加速，发生次级发射，也就是将一个电子击出多个电子。
•多级倍增：倍增过程会在一系列倍增电极上重复进行，每经过一个倍增电极，电子数目将倍增一次。
•收集：在最后一个收集极上，收集到的电子将会导致产生一个可测量的电流信号。
2. PMT的应用注意事项使用PMT时，需要注意以下事项，以确保测量结果的准确性和稳定性：2.1 光电倍增管的调试和使用•光电倍增管在使用前需要进行调试，以找到适合的工作电压和增益。
调试时应避免过高的工作电压，以免损坏光电倍增管。
•PMT一般需要在黑暗环境下使用，以避免光线干扰测量结果。
在需要测量光信号的情况下，可以使用黑暗室或屏蔽光线的方法来保证测量的准确性。
2.2 光电倍增管的保护•PMT对静电特别敏感，使用时应避免静电干扰。
在操作PMT前，应先将自己的身体静电释放，并佩戴防静电手套。
•PMT光电阴极容易受到污染或氧化的影响，使用时应特别注意不要触摸光电阴极，避免对其造成氧化或污染，以保持测量的准确性。
•光电倍增管不耐受过高的光强，使用时需要适当调整光强，以避免损坏设备。
2.3 PMT信号的处理和放大•PMT输出的电流信号较小，需要经过信号放大器进行放大。
选择合适的放大倍数，以保证信号的可测量性。
•在信号传输过程中，要避免长时间的传输线路或信号线与干扰源的距离过近，以免干扰信号的准确性。
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。
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硼硅玻璃（300nm）、透紫玻璃（185nm）、合成（:熔融）石英（160nm）、蓝宝石(Al2O3)150nm、MgF2（115nm）。
光电倍增管光谱短波阈由入射光窗决定。
2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：A 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）B 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）。
C 高温双碱（Sb-K-Na）（特点是：耐高温-200）D 多咸（Sb-K-Na-Cs）. （特点是：宽光谱、灵敏度高）E Ag-O-Cs多咸（Sb-K-Na-Cs）（特点是：光谱可到近红外、灵敏度低）F GaAs（Cs）特点是：高灵敏、光谱平坦、强光下容易引起灵敏度变坏）。
H Cs-I （特点是：日盲，在115nm的短波也有高灵敏）。
I Cs-Te （特点是：日盲、阴极面透过型和反射型）我公司生产的PMT的阴极材料主要是Sb-Cs双碱（Sb-RbCs、Sb-K-Cs）高温双碱（Sb-K-Na）多咸（Sb-K-Na-Cs）。
用于阵列探测器的多阳极光电倍增管特性研究1）灵敏度和工作光谱区光电倍增管的灵敏度和工作光谱区主要取决于光电倍增管阴极和打拿极的光电发射材料。
当入射到阴极表面的光子能量足以使电子脱离该表面时才发生电子的光电发射，即1/2mv2=h?- © ,（h?为光子能量，©为电子的表面功函数，1/2mv2为电子动能）。
当h?<©时，不会有表面光电发射，而当h?= ©时，才有可能发生光电发射，这时所对应的光的波长入=C/?称为这种材料表面的阈波长。
随着入射光子波长的减小，产生光电子发射的效率将增大，但光电倍增管窗材料对光的吸收也随之增大。
显然，光电倍增管的短波响应的极限主要取决于窗材料，而长波响应的极限主要取决于阴极和打拿极材料的性能。
一般用于可见-红外光谱区的光电倍增管用玻璃窗，而用于紫外光谱区的用石英窗。
光阴极一般选用表面功函数低的碱金属材料，如红外谱区选用银-氧-铯阴极，可见光谱区用锑-铯阴极或铋-银-氧-铯阴极，而紫外谱区则采用多碱光电阴极或梯-碲阴极。
光电倍增管的灵敏度S是指在11m的光通量照射下所输出的光电流强度，即S=i/F，单位为吩/lm。
显然，灵敏度随入射光的波长而变化，这种灵敏度称为光谱灵敏度，而描述光谱灵敏度随波长而变化的曲线称为光谱响应曲线（见右图）,由此可确定光电倍增管的工作光谱区和最灵敏波长。
例如我们常用的R427光电倍增管，其曲线偏码为250S,光谱响应范围为160-320nm,峰值波长200nm，光阴极材料Cs-Te，窗口材料为熔炼石英，典型电流放大率3.3 X 106。
2）暗电流与线性响应范围光电倍增管在全暗条件下工作时，阳极所收集到的电流称为暗电流。
对某种波长的入射光，光电倍增管输出的光电流为：i=Kli+i0，式中，Ii对应于产生光电流i的入射光强度，k为比例系数，i0为暗电流。
由此可见，在一定的范围内，光电流与入射光强度呈线性关系，即为光电倍增管的线性响应范围。
当入射光强度过大时，输出的光电流随光强的增大而趋向于饱和（见右图）。
线性响应范围的大小与光阴极的材料有关。
暗电流的来源主要是由于极间的欧姆漏阻、阴极或其他部件的热电子发射以及残余气体的离子发射、场致发射和玻璃闪烁等引起。
当光电倍增管在很低电压下工作时，玻璃芯柱和管座绝缘不良引起的欧姆漏阻是暗电流的主要成分，暗电流随工作电压的升高成正比增加；当工作电压较高时，暗电流主要来源于热电子发射，由于光电阴极和倍增极材料的电子溢出功很低，甚至在室温也可能有热电子发射，这种热电子发射随电压升高暗电流成指数倍增；当工作电压较高时，光电倍增管内的残余气体可被光电离，产生带正电荷的分子离子，当与阴极或打拿极碰撞时可产生二次电子，引起很大的输出噪声脉冲，另外高压时在强电场作用下也可产生场致发射电子引起噪声，另外当电子偏离正常轨迹打到玻壳上会出现闪烁现象引起暗电流脉冲，这一些暗电流均随工作电压升高而急剧增加，使光电倍增管工作不稳定，因此为了减少暗电流，对光电倍增管的最高工作电压均加以限制。
3）噪声和信噪比在入射光强度不变的情况下，暗电流和信号电流两者的统计起伏叫做噪声。
这是由光子和电子的量子性质而带来的统计起伏以及负载电阻在光电流经过时其电子的热骚动引起的。
输出光电流强度与噪声电流强度之比值，称为信噪比。
显然，降低噪声，提高信噪比，将能检测到更微弱的入射光强度，从而大大有利于降低相应元素的检出限。
光电倍增管的工作电压对光电流的强度有很大的影响，尤其是光阴极与第一打拿极间的电压差对增益（放大倍数）、噪声的影响更大。
因此，要求电压的波动不得超过0.05%，应采用高性能的稳压电源供电，但工作电压不许超过最大值（一般为-900v-1000v），否则会引起自发放电而损坏管子，工作环境要求恒温和低温，以减小噪声。
5）疲劳和老化在入射光强度过大或照射时间过长时，光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象，这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。
在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。
光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降，称为老化，最后不能工作而损坏。
过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏，因此，不能在工作状态下（光电倍增管加上高压时）打开光电直读光谱仪的外罩，在日光照射下，光电倍增管很快便损坏。
2光电测量原理光电检测的原理一般是通过光电接受元件将待测谱线的光强转换为光电流，而光电流由积分电容累积，其电压与入射光的光强成正比，测量积分电容器上的电压，便获得相应的谱线强度的信息。
不同的仪器其检测装置具有不同的类型，但其测量原理是一样的。
其光电检测系统主要有以下四个部分组成：1•光电转换装置，2.积分放大电路及其开关逻辑检测， 3.A/D 转换电路，4•计算机系统。
3.多阳极光电倍增管文献一篇紫外多阳极（128 X 128）微通道阵列光电倍增管的研制戴丽英李慧蕊黄敏徐华盛摘要：详细报道了新研制的紫外多阳极微通道阵列光电倍增管。
该器件采用了叠合式阵列阳极(128 X128)、端窗式“日盲”紫外光电阴极(碲铷RbTe)、高增益的Z型微通道板组件、近贴聚焦结构等先进技术。
器件的主要性能参数为：阴极发射灵敏度18 mA/W增益2X 106,暗电流0.5 nA,时间响应0.3 ns,单光子计数率2X105 s-1。
关键词：光电倍增管阵列阳极微通道板紫外阴极Development of Ultraviolet Multi-anode (128 128)M X icrochannelArrays Photomultiplier TubeDai Liying,Li Huirui,Huang Min,Xu Huasheng(Nanjing Electronic Devices Institute,Nanjing,210016)Abstract：The ultraviolet multi-anode microchannel array (MAMA) photomultiplier has been successfully developed.Various advanced technologies,including an anode array with 128128 pixels,h X ead-on“solar bli nd ” ultraviolet photocathode made of RbTe film,Z-type microcha nnel plates and the proximity focusing technique,were employed in the MAMA device.Major specifications of the device are as follows:cathode radiant6sensitivity is 18 mA/W;current gain is 2 106;dark cu X rrent is 0.5 nA;pulse rise5 -1time is 0.3 ns;single photon counting rate is 210 s . XKeywords：Photomultiplier tube,Array anode,Microchannel plate,Ultraviolet photocathode^紫外微通道板光电倍增管是一种微弱紫外信号探测器件,它可广泛应用于高能物理研究、空间探测、激光雷达、光子计数、电子对抗等领域。
在军事上,它主要用于紫外线制导、报警、干扰及通讯等。
目前, 它在军事上的应用意义更为重大。
由于军用飞机和火箭排放的尾烟中含有200〜320 nm范围的紫外光，因此可利用对此波段灵敏的探测器来进行空中目标的探测或制导。
据报道,在1991年的海湾战争中,投入战斗的美国军用飞机已装备了由新型光电倍增管制成的紫外线报警器[1]。
普通微通道板光电倍增管一般为单一阳极结构，仅能进行定向信号的探测。
为了能更精确并快速地定位或捕获空中目标，则需要具有成像功能的多阳极微通道阵列光电倍增管(即多阳极微通道阵列器件，multi-anode microchannel array，简称MAM器件)。
早期的MAM器件采用的是分立式、电阻耦合式等类型的阳极[2]。
信号输出为一对一方式，即信号输出电极数与像素数相同，这严重限制了像素密度的提高。
为了获得高分辨率的MAM器件，出现了叠合式阵列阳极结构「可。
叠合式阵列阳极由于采用了特殊的电极编码技术，使得信号输出电极数量显著减少，比如，对像素为1024X1024 的阵列阳极，它的输出电极仅为128 个。
因此叠合式阵列阳极技术使得高分辨率MAM器件成为可能。
80年代后期国外就已研制出了具有叠合式阵列阳极的微通道板光电倍增管，像素数达到1024X 1024,像素尺寸最小为14卩m X 14卩m 多种MAMAS测器，女口：日盲紫外光谱测试仪、哥达德空间飞行中心的成像光谱仪(STIS)等已安装在探空火箭上⑷,进行星际图像等天体物理方面的测量研究工作，并投入军事应用。
国内90年代初才涉足微通道板光电倍增管的研制，近年开始了MAMA 器件的研制。
分立式多阳极微通道板光电倍增管的工作已有报道：5：，但叠合式阵列阳极MAM器件的研制尚属首次。
本文报道的MAM器件采用了128X128阵列阳极、52个编码电极引出、PLCC接口输出、端窗式“日盲”紫外光电阴极、高增益的Z型微通道板组件，并且光电阴极、微通道板组件、阵列阳极之间呈近贴聚焦结构。
所有这些新技术的采用，使得该器件具有体积小、探测灵敏度高、增益高、暗电流小、时间响应快、空间分辨能力高、单光子计数能力强、抗磁场干扰能力强等优点。
1器件结构和工作原理如图1所示，多阳极微通道阵列光电倍增管主要有输入光窗、光电阴极、微通道板组件、阵列阳极及编码电极组成。
图1多阳极微通道阵列光电倍增管工作示意图Fig.1 Schematics of multi-a node microcha nnel arrayphotomultiplier tube con figurati on光信号透过输入光窗入射至光电阴极表面，产生大量的光电子，这些光电子经微通道板组件(Z-MCP)倍增形成电子云，由阵列阳极收集，通过X方向、丫方向的二维编码电极将获取的信号输出。
输入光窗材料为石英玻璃，图2给出了几种材料的透射比曲线。
从图2可知，许多材料都具有透紫外能力，但石英玻璃在200〜320 nm范围内具有高且均匀的透射比。
另外输入光窗的材料决定了光电阴极的截止波长。
图2几种材料的透射比曲线Fig.2 spectral tran smissi on of several win dow materials光电阴极材料为碲铷薄膜。
