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【原创】关于光电倍增管

hunk

2008/06/12

光电倍增管的灵敏度和工作光谱区间主要取决与于光电倍增光阴极和打拿极的光电发射材料。光电倍增管的短波响应的极限主要取决于窗的材料，而长波向应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-铯或铋-银-铯阴极，而紫外谱区则采用多碱光电阴极或锑-碲阴极。
光电倍增管在全暗的条件下工作时，阳极所收集到的电流称为暗电流。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的。
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一出功很低，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；但工作电压较高时，管内的残余气体可被光电离，长绳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，是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。
噪声和信噪比在入射光强度不变的情况下，光电流也会引起波动。这种波动会给光谱测量带来噪声。光电倍增管输出信号与噪声的比值，称为信噪比。信噪比决定入射光强度测量的最低极限，即决定待测元素的检出限。只有将噪声减小，才能有效地提高信噪比，降低元素的检出限。
灵敏度和工作光谱区在入射光通量为1个单位（流明）时，输出光电流强度的数值，称为光电倍增管的灵敏度。若用公式表示，灵敏度为式中，i为输出光电流强度，F为入射光通量。光电倍增管的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。描述光变灵敏度的曲线，称为光谱响应曲线。根据光谱响应曲线，可以确定光电倍增管的工作光谱区和最灵敏波长。
工作电压和工作温度在入射光强度不变的情况下，光电倍增管供电电压的变化会影响光电流的强度。因此，必须采用稳压电源供电，工作电压的波动不许超过0.05%。当电压升高到一定值后，光电倍增管即产生自发放电。这种自发放电会使光电元件受到损坏。因此，工作时不许超过光电倍增管允许的最高电压。此外，工作环境的温度变化也会影响光电流的强度。因此，光电倍增管必须在温度波动不大的环境中工作，特别不能在高温的环境中工作。
疲劳和老化入射光强度较大或照射时间较长，会引起光电流的衰减。这种现象称为疲劳现象。疲劳后在黑暗中经过一些时间可以恢复灵敏度的，称为可逆疲劳。疲劳后无法恢复灵敏度的，称为不可逆疲劳或老化。在正常情况下，老化过程是进行得很慢的。如果入射光较强，产生超过1毫安的光电流，光电倍增管就可能因老化而损坏。

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lihongjie19

第1楼2010/10/27

很好，谢谢楼主！

0

dmkswanggang

第2楼2010/10/27

很专业啊，丁大哥

0

Insm_7784893b

第3楼2022/03/01

重新认识光电倍增管

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