聚焦电极
最后一级倍增级 管脚
入射光
二次发射电子
光窗 光电阴极
第二章光倍电增检测系器件统川大
阳极 管座
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的组成
光电阴极—接收入射光，向外发射光电子。所以倍增 管光谱特性的长波阈值决定于光电阴极材料，同时对 整管灵敏度也起着决定性作用。
入射光
聚焦电极
最后一级倍增级 管脚
电流响应度S0I。
S0V
0 1
SV
()()d
()d
S0I
0 1
SI
()()d
()d
0
第二章光电检测器件川大 0
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§2-1 光电检测器件的基本特性参数
一.有关响应方面的特性参数 4. 响应时间
(1) 响应时间是描述光电探测器对入射辐射响应 快慢的一个重要参数。
(2) 一般用上升时间与下降时间来表述。 (3) 从10%上升到90%峰 值所需时间称为上升时 间； 从90%下降到10% 峰值所需时间称为下降 时间。
第二章光电检测器件川大
5
§2-1 光电检测器件的基本特性参数
一.有关响应方面的特性参数 5. 频率响应
(1) 光电探测器信号产生和消失存在一个滞后过程，因
此入射光辐射的调制频率对探测器的响应影响较大。 F上
(2) 光电探测器的响应随入射辐射的调制频率而变化
的特性称为频率响应。 S(f)
S(f )[1(2Sf0)2]1/2
光窗 光电阴极
第二章光倍电增检测系器件统川大
阳极 管座
16Βιβλιοθήκη §2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的组成
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，具有使一次电子倍 增的能力，是整管灵敏度最关键部分。
3
§2-1 光电检测器件的基本特性参数
一.有关响应方面的特性参数
3、积分响应度
(1) 积分响应度是描述光电探测器对连续辐射通量（光 通量）的反应程度。
(2) 连续辐射通量（光通量）是单色辐射通量（光通量） 对波长的积分。总输出光电信号为各单色光引起的光 电信号的总和。
(3) 根据光电转换信号不同，可分为电压响应度S0V和
(1) 信噪比—是判断噪声大小的常用参数。它是在负 载电阻上的信号功率与噪声功率之比。 (2) 等效噪声输入—特定带宽内产生的均方根信号等 于均方根噪声电流值时的输入通量。 (3) 噪声等效功率—信噪比为1时，入射到探测器的辐 射通量。 (4) 探测率—噪声等效功率的倒数。
(5) 暗电流—没有输入信号和背景辐射时流过的电流。
第二章光电检测器件川大
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光辐射检测器件一览表
（光子检测器件）
（光电发射检测器件）
第二章光电检测器件川大
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§2-2 真空光电探测器件
真空光电管
真空光电管的外观
第二章光电检测器件川大
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§2-2 真空光电探测器件
真空光电管 真空光电管的组成
1、真空光电管由玻壳、光电阴极和阳极三部分组成。 2、为了防止氧化和电子与气体的碰撞，将管内抽成真空。 3、光电阴极即半导体光电发射材料，涂于玻壳内壁，
3、光电发射弛豫过程极短。
4、一般体积都比较大、工作电压高达百伏到数百伏、
玻壳容易破碎等。
第二章光电检测器件川大
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管（PMT） 光电倍增管的外观
第二章光电检测器件川大
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的组成
光窗—光窗分侧窗式和端窗式两种，是入射光的通道。 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) 光谱响应度是光电探测器的输出信号与入射 单色辐射通量（光通量）之比。
(3) 根据转换信号不同，可分为电压光谱响应度
SV（λ）和电流光谱响应度SI （λ） 。
SV
()
光 入电 射器 单件 色输 第光二出 章通 （ V光电 o电量 (检）压 )测器S件I川(大)
光电器件输出Io电 ()流 入射单色光通 （量）
第二章 光电检测器件
§2-1 光电检测技术的特性参数 §2-2 真空光电探测器件 §2-3 半导体光电检测器件 §2-4 各种光电器件的性能比较及选择
第二章光电检测器件川大
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§2-1 光电检测器件的基本特性参数
一. 有关响应方面的特性参数 1、响应度（灵敏度）
(1) 响应度是光电探测器输出信号与输入辐射功 率之间关系的度量。
个时间间隔内在平均值上下起伏造成的噪声。
(4) 1/f噪声—也称闪烁噪声或低频噪声，是由于光敏
层的微粒不均匀或不必要的微量杂质的存在，当电流
流过时在微粒间发生微火花放电而引起的微电爆脉冲。
特点：频率越低噪声越第二大章光。电检测器件川大
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§2-1 光电检测器件的基本特性参数
二. 有关噪声方面的特性参数 2. 衡量噪声的参数
S0
1 0.707
第二章光电检测器件川大
f上
f
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§2-1 光电检测器件的基本特性参数
二.有关噪声方面的特性参数
1. 探测器的主要噪声来源
(1) 热噪声—也称约翰逊噪声，是载流子无规则的热运
动造成的噪声。与温度成正比。
(2) 散粒噪声—也称散弹噪声，使穿越势垒的载流子的
随机涨落所造成的噪声。
(3) 产生-复合噪声—是载流子的产生率与复合率在某
二次发射电子
光窗 光电阴极
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阳极 管座
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的组成
电子光学系统—是适当设计的电极结构，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， 也就是使下一级的收集率接近于1。
入射光
聚焦电极
最后一级倍增级 管脚
二次发射电子
受光照时，可向外发射光电子。
4、阳极是金属环或金属网，置于光电阴极的对面， 加正的高电压，用来收集从阴极发射出来的电子。
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§2-2 真空光电探测器件
真空光电管
真空光电管的特点
1、光电阴极面积大，灵敏度较高，一般积分灵敏度可 达20～200μA/lm；
2、暗电流小，最低可达10-14A；
(2) 用来描述光电转换的效能（效率)。
(3) 根据光电转换信号不同，可分为电压响应度
SV和电流响应度SI。
SV
光电器件输出电V压o 入射光功率Pi
SI
光电器件输出电I流o 入射光功率Pi
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§2-1 光电检测器件的基本特性参数
一.有关响应方面的特性参数 2、光谱响应度
(1) 相同光功率而不同波长的单色光入射时，光 电探测器输出的信号不同，因此引入光谱响应 度概念。