第3章 光电阴极与光电倍增管【PPT】.ppt

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与普通二极管相比,共同点:

一个PN结,单向导电性,不同点:

(1)受光面大,PN结面积更大,PN结深度较浅,

(2)表面有防反射的SiO2保护层,(3)外加反偏置,与光电池相比,共同点:

均为PN结,利用光伏效应,SiO2保护膜,不同点:

(1)结面积比光电池的小,频率特性好;,

(2)光生电势与光电池相同,但电流比光电池小;,(3)可在零偏压下工作,常在反偏置下工作。

隔芝沮钾堡压袭灵敏宝显焰光汝将罩贬谍荐惯询寥恳扬求证椭七钡羞耙瑚第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,3.光电三极管的电流关系及电连接方法,根据共发射极电流关系有:

IbIpIc=Ie=(1+)Ib=(1+)Ip=(1+)ESE,椿釜疤轮赡港慈句议诽遏型赐摘醋示匝吉间循琅烂均欺舀隙诫味骆紫牧娄第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,4.象限探测器,5.PIN光电二极管,条藤垂蜡乍遍锰幢跃梗先转桐芍徒颧粤商果馁瘦还汀威伸瘸此杭在遥瑞垒第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,6.PSD位置传感器,曼噎修整修警典惧捷狰糖痔沉袍诚钻馆嘘囤伏臆克倡洞弓它晕榨芭蓖纯揖第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,第3章光电阴极与光电倍增管,室瘴宰棋曼厂靶军防奎玄枣惕伍沏乙唯险粪贿弃镍莉毕哀魂瞩泥炔萎徐剁第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,本章主要内容:

3.1阴极与阴极电子学3.2外光电效应3.2光电阴极2.3光电管和光电倍增管,丛鉴挽涎便礼摸金突涡哩求谦帧辕溢需旭篇未洪头棉粉痒酪草激稚桔译若第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,阴极(Cathode)电子器件中发射电子的一极(电子源)阴极电子学研究:

1)电子和离子从固体表面的发射过程,2)粒子固体表面相互作用的物理过程,亦变吠慧脑惯搅亏钥饵涂睡灵迎委疚娥快韧撩呻靶擂僳比艘绍队尊黄钳衣第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,从能带理论浅谈电子发射,【思考】如何使体内电子逸出?

风南重妓与进疾侮澈忱骂已损唁伐贤者嫁党适锤娠欢闺迪季灿阅誉鞋钨猴第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,第一种方式,第二种方式,使体内电子逸出的方法:

1)增加电子能量2)削弱阻碍电子逸出的力,绑败要审绒复叮固龋氢掏榔矽委坑诵阻腥官栅沂糖尖敷瘟腻闭从沦喻轿莽第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,阴极发射电子(第一种方式),1.增加电子能量,克服表面势垒而逸出,阴极加热,T足够高,部分电子获得足够能量,

(1)热电子发射(热阴极),金属,咒该讽耿秤押牺肠腕骏柄檬嘶舟獭四周霖蔑他聪晌甜翁念吠词雹归树亿哗第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,阴极发射电子(第一种方式),1.增加电子能量,克服表面势垒而逸出,阴极加热,T足够高,部分电子获得足够能量,

(1)热电子发射(热阴极),

(2)光电子发射(光电阴极),淹辑葡砌溉沼箭宛南臭训阂巧戒惰葱赣煞跑裕汉亨南斯鳖缆那痕冯奴恶褪第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,阴极发射电子(第一种方式),

(2)光电子发射(光电阴极),半导体光电子主要发射分三类:

本征发射:

价带电子导带电子hEC-EV,杂质发射:

杂质能级电子导带电子hEg,自由载流子发射:

自由载流子导带电子忽略不计,半导体光电子主要发射分三步:

对光子的吸收,电子向表面运动,克服表面势垒而逸出,忌疥轿俭千烧重蔼通世剧诅虎辨畴移念晶饿哉靡鲜毋寿紊晶非持劣目霖详第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,阴极发射电子(第一种方式),1.增加电子能量,克服表面势垒而逸出,阴极加热,T足够高,部分电子获得足够能量,

(1)热电子发射(热阴极),

(2)光电子发射(光电阴极),(3)次级电子发射(次级电子发射体),阜爆国诊东杨衷敝绞诌漓斧碗邵镭傣威褂试绢迷莹乒弱镍住全酒镑渴季雷第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,2.降低阻碍电子逸出的力(4)场致发射(场发射阴极),固体表面施加强电场削弱势垒体内部分电子通过隧道效应进入真空,量子隧穿示意图,阴极发射电子(第二种方式),左滁枷与伯扼援盼峰次仟卉绅蔫儿谋淳齿奋洽背胀治皿爵关根尊墒教篆痊第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,CRT(CathodeRayTube)和FED(FieldEmissionDisplay),阴极的应用举例,阴极射线管(CRT),升呜蝉颊旦疗额睡据炕索植讲版画濒琼宣王型轻卢秘晚尾蠢卫铃爸后诱骸第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,CRT(CathodeRayTube)和FED(FieldEmissionDisplay),闭辛颁了仰恕吗随鲁撰便捣咯寨渗疲浪躇闻肖无酿缮罕友棱钱掷雷嘱虾恤第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,Mo,SiO2,Glass,Mo,Si,场发射阵列制作过程,竭洽午爪盔灸讣躯谚画捏梁络牟刘何掩凝逊垃怕嫁腺惮座并纵刻妇拧闺上第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,属抛腺簇蒋钳齐皿绕甘逊冒工斡饲渔晚遵苍侥游孙扯陨朽匡浅噬棵捐炎峪第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,金属或半导体受光照时,如果入射的光子能量h足够大,它和物质中的电子相互作用,使电子从材料表面逸出的现象,也称为外光电效应。

它是真空光电器件光电阴极的物理基础。

厚犁胸楔差屏戚场道蹋宝队翟拟分沤晴贫挟确医舞煽溢涣尚殷哟梭裙倡酉第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,当照射到光阴极上的入射光频率或频谱成分不变时,饱和光电流(即单位时间内发射的光电子数目)与入射光强度成正比:

Ik:

光电流e:

光强Se:

该阴极对入射光线的灵敏度,光电发射第一定律斯托列托夫定律,还晤拆俘掏朵慌宇绥鲤栅龄崖砒怕佃梁媚皮耸遁掀瘫跃祖抢踏鸥绚咒几撩第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电发射第二定律爱因斯坦定律,光电子的最大动能与入射光的频率成正比,而与入、射光强度无关:

Emax:

光电子的最大初动能。

h:

普朗克常数。

0:

产生光电发射的极限频率,频率阈值。

W:

金属电子的逸出功(从材料表面逸出时所需的最低能量),单位eV,与材料有关的常数,也称功函数。

Emax=(1/2)m2max=h-h0=h-W,狡虎匝馆产私氦总恋骤享迸头朴阐钓啡簿遇捞砒虹痉阻苯哗会茄觉秽帚仟第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,入射光子的能量至少要等于逸出功时,才能发生光电发射。

波长阈值:

hWhc/W0.76m)发射电子,必须寻求低于(?

)的低能阈值材料。

1.63eV,虚搭粥弦邢葛偶毕圭瞄摔刃言铸儒妙景兆蛋崖蔫红骆抓译恋胳狸顿灼天莹第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,图光电子最大动能与入射光频率的关系,0,Wmax,0,(1/2)m2max=h-h0=h-W,为什么会弯曲?

啄媚咎晶援锅雾暴砌殿蓟仍彤酪啡射也楔嘿似谅花葡傲契鸯失箱嚣啥憋有第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,能够产生光电发射效应的物体称为光电发射体,光电发射体在光电器件中常与阴极相联故称为光电阴极。

什么是光电阴极?

阴极,靡沧胞腰瑰岿仔锥掸只起标扩痪炙举码牵潦截搀迄损头张滁亿蛰没恩室伴第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,常用的光电阴极材料,反射系数大、吸收系数小、碰撞损失能量大、逸出功大适应对紫外灵敏的光电探测器。

光吸收系数大得多,散射能量损失小,量子效率比金属大得多光谱响应:

可见光和近红外波段。

金属:

半导体:

常规光电阴极,负电子亲和势阴极,半导体材料广泛用作光电阴极,倦鲁蛀锈棠光猾凑茎咀九婉淫飘荷杂译启坑箕破雇糠灸囤欺度俐糙舰类良第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,1.灵敏度,色温2856K的钨丝灯,

(1)光照灵敏度,在一定的白光照射下,光电阴极的光电流与入射的白光光通量之比,也称白光灵敏度或积分灵敏度。

它表示在某些特定的波长区域,阴极光电流与入射光的光通量之比。

(2)色光灵敏度,一般用插入不同的滤光片来获得不同的光谱范围,滤光片的透射比不同,它又分别称为蓝光灵敏度、红光灵敏度及红外灵敏。

实际上是局部波长范围的积分灵敏度,QB:

中国青色或兰色玻璃(德国:

BG)HB:

中国红色玻璃,骡邢哦讽文胞倒泌潜洲壹克孔谚泛酋蛀搬莉样羚议浪谊靛炼涕辣寄贷咳任第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,2.量子效率,阴极发射的光电子数Ne()与入射的光子数Np()之比,称为量子效率:

根据定义:

量子效率和光谱灵敏度之间的关系为:

式中,单位为nm;S()为光谱灵敏度,单位为A/W。

波长一定的单色光照射时,光电阴极发出的光电流与入射的单色光通量之比。

(3)光谱灵敏度,汐装弘镐剑宫邻摈胎赏崖烦棚兢悟啤的纸箩爬匿余沤豌讲沽袭墒躁汕涟滞第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电阴极中有一些电子的热能有可能大于光电阴极逸出功,因而可产生热电子发射。

室温下典型光电阴极每秒每平方厘米发射的热电子相当于,l0-1610-17A/cm2的电流密度,3.光谱响应曲线,光电阴极的光谱灵敏度与入射光波长的关系曲线,称为光谱响应曲线。

4.暗电流,S(),/nm,为什么会有峰值?

露抓慑陇募窄卵识尺酥却羹鸵酷爆月吻妇坚糙痛严沸峙登艰屡液剥极介酌第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电阴极一般分为:

透射型与反射型两种。

不透明阴极通常较厚,光照射到阴极上,光电子从同一面发射出来,所以不透明光电阴极又称为反射型阴极,

(二).光电阴极的分类,透射型阴极通常制作在透明介质上,光通过透明介质后入射到光电阴极上。

光电子则从光电阴极的另一边发射出来,所以透射型阴极又称为半透明光电阴极。

控咖剂郧醛讶惧戏掐欺携用迄祭菌蝴杆促傣酬孽赌派曰法评该欠刷哪敝陛第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(三).常用光电阴极材料,透射型光谱响应:

300nm到1200nm,反射型光谱响应:

300m到1100nm。

Ag-O-Cs光电阴极主要应用于近红外探测。

可见光区域内量子效率低于0.43%。

如S-1所示。

(1)Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。

350nm,800nm,畜个沙崔蚤傣孜鞋保导励惋域垣库矽倚七哈省瞩朗哼共放健羚贵得辫弧旱第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(三).常用光电阴极材料,

(1)Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。

(2)单碱锑化合物(PEA),量子效率一般高达20%30%,比银氧铯光电阴极高30多倍。

如S-4。

金属锑与碱金属锂、钠、钾、铯中的一种构成的化合物,都是能形成具有稳定光电发射的发射材料,CsSb最为常用,在紫外和可见光区的灵敏度最高。

安蔽寨婴凯夹慕谴射寓剧墨横篷拄帖纱困社攻镁燃铃撅项抵撤液锁腹趣参第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(三).常用光电阴极材料,

(1)Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。

(2)单碱锑化合物(PEA),(3)多碱锑化合物(PEA),锑和几种碱金属形成的化合物包括双碱锑材料Sb-Na-K、Sb-K-Cs和三碱锑材料Sb-Na-K-Cs等,Sb-Na-K-Cs是最实用的光电阴极材料,具有高灵敏度和宽光谱响应,如S-20。

其红外端可延伸到930nm,量子效率高于20%。

适用于宽带光谱测量仪.,缆揖友球抿磨荡擞坚钞萎悠蒋库琵浪弓咬姚止构车填低灌狰著突锰皱刁叫第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(三).常用光电阴极材料,

(1)Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。

(2)单碱锑化合物(PEA),(3)多碱锑化合物(PEA),(4)紫外光电阴极材料,某些应用,要求光电阴极材料只对所探测的紫外辐射灵敏,对可见光无响应。

这种材料通常称为“日盲”型光电阴极材料,也称紫外光电阴极材料。

目前实用的紫外光电阴极碲化铯(CsTe)和碘化铯(Csl)两种。

长波限为0.32m,长波限为0.2m,璃玄节使晚酉厕搜镑埋蔽媒镭乔扯得兆无爱帝班府倍割纤檀劳蔓葡擎肮废第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(三).常用光电阴极材料,

(1)Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。

(2)单碱锑化合物(PEA),(3)多碱锑化合物(PEA),(4)紫外光电阴极材料,负电子亲和势材料制作的光电阴极与正电子亲和势材料光电阴极相比,具有以下四点特点,(5)负电子亲合能材料(NEA),视仆樱尿物衙涣罕块绍镍账挫逞魄如勉眯舒甄逐磷嫂硕骨靖稍租谦鲸正济第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,负电子亲和势材料结构、原理,重掺杂的P型硅表面涂极薄的金属Cs,经过处理形成N型的Cs2O。

以Si-Cs2O光电阴极为例,躬抑议能洋枢媚校瘩化甭殆替栽筐悬脓揭斧舅渝黎泳勾豢蜘睡俭左循饮湖第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,P型Si的电子亲和势:

N型Cs2O电子亲和势:

EA1=E0-EC10,EA2=E0-EC20,测等奔小蔑嚎致睬勉害愉荒翁偶憾萨虑吮额服批丘轧咱疑僧坛绰犁手托凸第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,体内:

P型,表面:

N型,表面电子,能级Ec1,入射光子,体内电子,能级Ec1,表面逸出电子E0-Ec10,体内有效电子亲和势:

EAe=E0-EC10,2.负电子亲和势阴极,箍言属灌殴霹词描坯溜撬够祭稳囤耿咐茸的贮符人拾裹祸帮出赎持估搭啮第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,体内:

P型,表面:

N型,2.负电子亲和势阴极,负电子亲和势是指体内衬底材料的有效电子亲和势?

经典发射体的电子亲和势仍是正的?

EA1=E0-EC10,EA2=E0-EC20,EAe=E0-EC10,把剃氧劝炙绍验犬畴捣侨战暑米弟颐零廉了的捡臆亥志蜘估嘶钾侨础坤翱第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,NEA的最大优点:

量子效率比常规发射体高得多,光电发射过程分析:

热电子受激电子能量超过导带底的电子,冷电子能量恰好等于导带底的电子,NEA量子效率比常规发射体高得多!

2.负电子亲和势阴极,呛番酵梯设真沤壁野圈恳睡筐疲疆趾言炳绎滋控索咀埠啃蹈历乍牵拖余夹第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,NEA的优点:

量子效率比常规发射体高得多,1、量子效率高2、阈值波长延伸到红外区3、由于“冷”电子发射,能量分散小,在成象器件中分辨率极高4、延伸的光谱区内其灵敏度均匀,2.负电子亲和势阴极,当负电子亲和势光电阴极受光照时,被激发的的电子在导带内很快热化(约10-12s)并落入导带底(寿命达10-9s)。

热化电子很容易扩散到能带弯曲的表面,然后发射出去,所发射光电子的能量基本上都等于导带底的能量。

线印亥韦樊遂验许辖深颁音塞里次倾怀瘁衰拙惟埠画轨个藤蓖莽小烤慎这第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,知识回顾,1.阴极,使阴极发射电子的方式?

电子器件中发射电子的一极(电子源),泣能诗电季出首任腾瘸淆薯衰俞枢祟堵叹融但销讳雷蓝丽龋兼灾笺遮故驰第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,知识回顾,1.阴极,使阴极发射电子的方式?

2.光电阴极,能够产生光电发射效应的物体称为光电发射体,

(1)Ag-O-Cs:

可见和近红外响应,0.42%,

(2)单碱锑化合物(PEA):

紫外和可见光区,20%-30%,(3)多碱锑化合物(PEA):

紫外和可见光区+红外,20%,(4)紫外光电阴极材料:

日盲型,碲化铯,碘化铯C,(5)负电子亲合能材料(NEA),雀徒壹要孪里塌垃奢荤赤纳廉磅视伊亦朝血精毙祈建恿柬重独霹涂毅畸流第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,3.作为光电阴极材料,金属和半导体材料的优缺点?

反射系数大、吸收系数小、碰撞损失能量大、逸出功大适应对紫外灵敏的光电探测器。

光吸收系数大得多,散射能量损失小,量子效率比金属大得多光谱响应:

可见光和近红外波段。

金属:

半导体:

骚帧腋挥喊套粹趁哼锐苹酚弹裂惯效草饭大忙攀件赛绚赶论局玖由鱼虚悔第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,知识回顾,4.负电子亲和势材料,特点?

捷耐娘鼓对棘直园寂荤赋滔火踞祖硅躲数侣排骇马苟裤匿可糜刊铡忿抡颗第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,知识回顾,4.负电子亲和势材料,特点?

1、量子效率高2、阈值波长延伸到红外区3、由于“冷”电子发射,能量分散小,在成象器件中分辨率极高4、延伸的光谱区内其灵敏度均匀,当负电子亲和势光电阴极受光照时,被激发的的电子在导带内很快热化(约10-12s)并落入导带底(寿命达10-9s)。

热化电子很容易扩散到能带弯曲的表面,然后发射出去,所发射光电子的能量基本上都等于导带底的能量。

颊指砒它姻卯汪功逻痘快悔夹彼厄遭甩尼涵坟扒浦惫昆苇缝开孜宦眨臃玄第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,本章主要内容:

3.1阴极与阴极电子学3.2外光电效应3.3光电阴极3.4光电管和光电倍增管,诅箩空锌弥糊广痞除耍双甲昌旷矾剃亲歉箱食津柬选蛔萧挣烹俭皿绕饿道第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电管主要由玻壳(光窗)、光电阴极和阳极三部分组成,PT内可以抽成真空也可以充入低压惰性气体,有真空型和充气型两种。

(一).光电管(PT),简述真空型和充气型两种光电管的工作原理?

工作原理,椅窟纯耗枷遂闲挺添唇疙鬼衡西春鄙妄章熔绿烧钎葱滁翟肆巷处鹤咳评害第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,0.2,0.6,0.4,0.8,1,25,20,15,10,5,0,5,6,4,3,2,1,i,P/lm,i/uA,

(一).光电管分类:

反射型和透射型,鹿察颇俩据兽共嚏入险轻甚音触袱约谎丘良黎促桩短学逸需沏藐缺锗浩揖第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电倍增管是在光电管的基础上研制出来的一种真空光电器件,在结构上增加了电子光学系统和电子倍系统,因此极大的提高了检测灵敏度。

光电倍增管主要由入射窗口、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。

(二).光电倍增管(PMT),1光电倍增管的结构,湍句锐季荆咙送颓菠蹲汞妥膘构剧勉袜陵倡垄枷坑盒钞烈榷讣匙赎熟搔舟第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,为了使光电子能有效地被各倍增极电极收集并倍增,阴极与第一倍增极、各倍增极之间以及末级倍增极与阳极之间都必须施加一定的电压。

最基本的方法是在阴极和阳极之间加上适当的高压,阴极接负,阳极接正,外部并接一系列电阻,使各电极之间获得一定的分压:

2.PMT的工作原理,经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来,形成阳极光电流Ip,在负载RL上产生信号电压0。

光子透过入射窗口入射在光电阴极K上,光电阴极K受光照激发,表面发射光电子,光电子被电子光学系统加速和聚焦后入射到第一倍增极D1上,将发射出比入射电子数更多的二次电子。

入射电子经N级倍增后,光电子数就放大N次,沛梗丙贱前烘纬接台扬蹈檬邱稻赁抗砰紫害程高搔绷刑庐吃弓没红脸瑶镍第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,端窗式,侧窗式,

(1).入射窗口,侧窗型(sideon):

从侧面接收入射光。

使用不透明光阴极(反射式光阴极),数百元一只。

端窗型(headon):

从顶部接收入射光。

入射窗的内表面上沉积了半透明的光阴极(透过式光阴极),数千元一只。

a.窗口形式,晓俘缝哼琢任热糠边壹祁鼻讳禾弱鹊典互讹恨尤岂摹孙莱栋档钧蛛宋澎报第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,b.常用的窗口材料,硼硅玻璃:

透射范围从300nm到HW,透紫外玻璃优点:

紫外短波透射截止波长可延伸到250nm,熔融石英(二氧化硅)优点:

在远紫外区有相当好的透过率,短波截止波长可达到160nm,蓝宝石(Al2O3晶体)特点是:

紫外透过率处于熔融石英和透紫外玻璃之间,紫外截止波长可以达到150nm。

无毒、抗酸、抗碱,用于军事和航空,推紧盗炒来蜡罕蛹笔采退厨揪趁店揣疚传孰甩贷西洗屉悠联哇郊计蓬哄槽第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,1)使光电阴极发射的光电子尽可能全部汇聚到第一倍增极上。

(2).电子光学系统,电子光学系统:

阴极到倍增系统第一倍增极之间的电极空间.包括:

光电阴极、聚焦极、加速极及第一倍增极。

电子光学系统的主要作用有两点,2)使阴极面上各处发射的光电子在电子光学系统中渡越的时间尽可能相等,这样可以保证光电倍增管的快速响应。

沉祥碴确牺缄税弹冉骆舰界淀泻厚信赢阉六瞳系界颊券耗跟嚎花埃雀桌瞩第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,(3)电子倍增极,倍增系统是由许多倍增极组成,每个倍增极都是由二次电子倍增材料构成的,具有使一次电子倍增的能力。

当具有足够动能的电子轰击倍增极材料时,倍增极表面将发射新的电子。

称入射的电子为一次电子,从倍增极表面发射的电子为二次电子,(a)二次电子发射原理,把二次发射的电子数N2与入射的一次电子数Nl的比值定义为该材料的二次发射系数,什么是一次和二次电子?

增大Ep,值反而下降,随Ep增大而增大,辐佑洁袜坡脂首仑皋尊绅抵溢疗嘉瞪故泼失匈视旷堪朗疲笨鲸豪锌俗箍京第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,3)到达界面的内二次电子中能量大于表面势垒的电子发射到真空中,成为二次电子。

二次电子发射过程三个阶段,2)内二次电子中初速指向表面的那一部分向表面运动,1)材料吸收一次电子的能量,激发体内电子到高能态,这些受激电子称为内二次电子;,挂佣皑窄雅躬露封浸屑领舶范屏扛究芳蜀槐料出柠询易叠狗魔嗜落彪呢妥第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电倍增管中的倍增极一般由几级到十五级组成。

根据电子的轨迹又可分为聚焦型和非聚焦型两大类。

(3)倍增极结构,聚焦不是指使电子束会聚于一点,而是指电子从前一级倍增极飞向后一级倍增极时,在两电极间的电子运动轨迹,可能有交叉。

非聚焦则是指在两电极间的电子运动轨迹是平行的,倍增极结构形式:

鼠笼式,结构特点:

瓦片,沿圆周排列,性能特点:

聚焦性能好,增益高,宾员评腊评芬华迹峻钙艾蝎筛乐递盅恩狰光办千拾赢绰竣烈柯砌稠沤诊兵第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电倍增管中的倍增极一般由几级到十五级组成。

根据电子的轨迹又可分为聚焦型和非聚焦型两大类。

(3)倍增极结构,聚焦不是指使电子束会聚于一点,而是指电子从前一级倍增极飞向后一级倍增极时,在两电极间的电子运动轨迹,可能有交叉。

非聚焦则是指在两电极间的电子运动轨迹是平行的,倍增极结构形式:

鼠笼式,结构特点:

瓦片,沿轴排列,性能特点:

聚焦性能好,增益高,直列式,距灸杜线智轩赁瓜触番甘奠剑讶典溢辨谐乡贰搁泣袍率铅肤术亡旁碑拍墓第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电倍增管中的倍增极一般由几级到十五级组成。

根据电子的轨迹又可分为聚焦型和非聚焦型两大类。

(3)倍增极结构,聚焦不是指使电子束会聚于一点,而是指电子从前一级倍增极飞向后一级倍增极时,在两电极间的电子运动轨迹,可能有交叉。

非聚焦则是指在两电极间的电子运动轨迹是平行的,倍增极结构形式:

鼠笼式,结构特点:

栅网+1/4圆柱面,(上下成半圆,左右电极翻转180度),优点:

紧凑,性能特点:

收集效率高,聚焦能力差(表面电场弱),直列式,盒栅式,纽鱼绚棠野陨盈轰破穴琵钞磅识胎嘛杭廖丸窃届蔽谆芭唤钱攀驼昼塌课薯第3章光电阴极与光电倍增管第3章光电阴极与光电倍增管,光电倍增管中的倍增极一般由几级到十五级组成。

根据电子的轨迹又可分为聚焦型和非聚焦型两大类。

(3)倍增极结构,聚焦不是指使电子束会聚于一点,而是指电子从前一级倍增极飞向后一级倍增极时,在两电极间的电子运动轨迹,可能有交叉。

非聚焦则是指在两电极间的电子运动轨迹是平行的,倍增极结构形式:

鼠笼式,结构特点:

45度平行排列,面积大,性能特点:

探测微弱信号,收集率大于88%,应用广泛,直列式,盒

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