光电效应
第四章真空光电器件
4.1 光电阴极
4.2 光电管和光电倍增管结构原理4.3 光电倍增管的主要特性参数4.4 光电倍增管的工作电路
E A1=E0-E C1>0E A2=E0-E C2>0
～命 （寿热电子（导带底以上）价带上电子吸收光子
101014−−⎯⎯⎯→⎯光电发射过程分析：
NEA量子效率比常规发射体高得多！
第四章真空光电器件
4.1 光电阴极
4.2 光电管和光电倍增管结构原理4.3 光电倍增管的主要特性参数4.4 光电倍增管的工作电路
这类管子体积较大，工作电压高达百伏到数百伏，玻璃外壳容易破碎，它的一般应用目前已基本被半导体光电器件代替。

4.2.2 光电倍增管
Photomultiplier, 简称PMT
结构：光窗光电阴极电子光学系统电子倍增系统阳极
(a)侧窗式；(b)端窗式
2. 光电阴极
作用:
1) 光电转换能力
2) 长波波长阈值
3) 对整管灵敏度起决定性作用
3.
电子光学系统图4-12
作用:
1）收集率接近于1 2）渡越时间离散性Δt 最小
－－通过电场加速和控制电子运动路线
－－由许多倍增极组成，决定整管灵敏度最关键部分作用－－倍增10-15级倍增极
P74 图4-13
入射光照射到光电阴极K上，发射光电子，经电子光学系统加速，聚焦到倍增极上，发射出多个二次电子；电子经级倍增极，形成放大的阳极电流，在负载R L上产生放大的信号输出。

作用：－－收集最末一级倍增极发射出来的二次电子，向外电路输出电流。

结构：－－具有较高电子收集率，能承受较大电流密度，在阳极附近空间不产生空间电荷效应。

输出电容小。

阳极广泛采用栅网状结构。

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4.1 光电阴极
4.2 光电管和光电倍增管结构原理4.3 光电倍增管的主要特性参数4.4 光电倍增管的工作电路
S K (?)=I
K?
/?
?λλΦ
I
S/
)
(
KλK
=
3．暗电流
•在施加规定的电压后，在无光照情况下测得的阳极电流。

•决定光电倍增管的极限灵敏度。

•限制可测的最小直流光通量，产生噪声的重要原因
•减小的方法包括：合理确定PMT的极间电压；直流补偿；选频或锁相放大器；致冷等。

恒流源－－计算和分析方法相同
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4.1 光电阴极
4.2 光电管和光电倍增管结构原理4.3 光电倍增管的主要特性参数4.4 光电倍增管的工作电路
缺点：阴极负高压，屏蔽优点：屏蔽罩靠近阴极，效果好；暗电流小，噪声低
阴极接地(正高压接法)
优点：便于与后面放大器
相连，操作安全
缺点：高压不利于安全操作；
接耐压很高的隔直电容器。

()max A 20~10I
总电压U AK 在1000～1500 V 间，倍增极极间电压U D 在80100V 之间－－可以确定分压电阻
I R
I Amax
实例：
i. 第一级对阴极电流形成影响最大,高出
ii. 中间级均匀分配
iii. 最后一级,要高,克服空间电荷区的影响
探测光脉冲，最后几级脉冲电流很大，极间电压不稳－－最后几级并联旁路电容C1、C2、C3。

内有保护电路，在电源过载或短路时起作用
利用伏安特性：
负载电阻设计
输出电流
较大的负载电阻
1.频率响应变差
2.饱和引起非线性
1. 良好的线性
2. 良好频率响应特性
3. 转换效率高。