阴极在照射下发射光电子,并且光电子在电极之间经受电场以获得更大的能量以施加到倍增电极以产生二次电子发射。
在阳极处收集乘以多极的光电子以形成阳极电流,该阳极电流随光信号而变化。
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在倍增电极恒定的条件下,阳极电流随光信号而变化。
光电倍增管的阴极通常采用由具有低逸出功能的碱金属材料形成的光电发射表面。
光电倍增管的窗口材料通常由硼硅酸盐玻璃,半透明玻璃(UV玻璃),合成石英玻璃和氟化镁(或氟化镁)玻璃制成。
硼硅酸盐玻璃材料可以通过近红外到300nm的比例看到入射光,而其他三种玻璃材料可以用于检测紫外区域中的不可见光。
光电倍增管的工作过程主要由光电阴极K,倍增电极D和阳极A组成。
当光子入射到光电阴极K上时,只要光子能量大于光催化剂材料,电子就会逸出从阴极表面变成光电子。
在K和D1之间的电场下,光电子被加速并轰击第一倍增极D1,从而使D1产生二次电子发射。
每次电子轰击都可以产生大约3到5个二次电子,从而实现电子数量的放大。
D1产生的二次电子被D2和D1之间的电场加速,并被D2,......轰击。
这个过程一直持续到打拿极Dn的最后一个阶段通过第一个打拿极,并且电子的数量被放大一次。
倍增电极的数量为8到13,最后一个倍增电极Dn发出的二次电子是阳极A.收集的电子数量可以达到光电阴极K发出的光电子数量的146倍。
如果连接了敏感的电流计在阳极回路中,可以直接测量阳极输出电流。
如果电阻器RL串联连接作为负载,则可以测量RL两端的电压。
该电压与阳极电流成比例。
非线性的原因(1)内部因素,即空间电荷,光电阴极的电阻率,聚焦或收集效率等; (2)外部因素,光电倍增管输出信号电流对负载电阻的电压降,倍增电压的负反馈和电压的重新分布会破坏输出信号的线性度。
高倍率,用于检测微弱信号;光电特性线性关系良好;工作频率高;性能稳定,使用方便;高电源电压;玻璃外壳,抗冲击性差;昂贵,笨重; (a)阴极伏安法当入射在光电倍增管阴极表面上的光通量恒定时,阴极电流与阴极和第一个打拿极之间的电压之间的关系(称为阴极电压)称为阴极电压 - 特征。
研究后,当阴极电压较小时,阴极电流随着阴极电压的增加而增加。
在阴极电压大于某个值之前,阴极电流趋于饱和并且与入射光通量成线性关系。
伏安特性(b)阳极伏安特性当入射在光电倍增管阳极表面上的光通量恒定时,阳极电流与阳极和最终打拿极之间的电压之间的关系(称为阳极)电压)称为阳极伏安特性。
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性质与阴极伏安法相同。
不适合使用强光,容易引起疲劳。
在额定电压和电流范围内工作。
入射点的尺寸和管的有效阴极表面对应于电场屏蔽和磁屏蔽。
测量调光时,负载电阻不应太大。