光电倍增管
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– 这些优点是目前的固体器体件无法比拟的，在 弱光检测和极快速光辐射测量系统，尤其是光 电倍增管的使用还是十分必要的。
光电发射的一般规律
• 光电发射效应是光电发射探测器进行光电探测的 基础。当光照射某种物质时，若入射光子的能量 足够大，它与物质中的电子相互作用，使电子逸 出物质表面，由爱因斯坦定律可知，外光电效应 的光电能量转换公式为 • 式中，hv为入射光子的能量， 为光电子逸出 物质表面时的动能，Vo为初速度；Φ称为物质的 逸出功，又称功函数。由能量转换公式可以看出， 产生光电子发射效应的条件是入射光子的能量必 须大于或等于物质的逸出功，即 • hv>Φ 不同的材料具有不同的功函数，常用的光 电发射材料有金属和半导体，它们的光电发射规 律也有所不同。
铋银氧铯钥极
• 材料的编号为S-10，它的光谱特性曲线 如图。它的量子效率约10%左右，是锑 铯阴极的一半。 • 最大优点是光谱响应与人眼相近，在许 多光电探测系统中被广泛采用。
3.Biblioteka Baidu真空光电管
4. 光电倍增管
• 光电倍增管由光窗、光 电阴极、 • 电子光学系统、电子倍 增系统 • 和阳极等五个主要部分 组成 • 其外形如图所示。 • 图中(a)为侧窗式，即光 线从侧面入射到光电倍 增管 (b)为端窗式，使 用时入射光线从端面进 入光电倍增管。
（1） 单碱与多碱锑化物光电阴极
• Cs3Sb光电阴极是最用、量子效率很高的光电阴极 • 制作方法： – 在玻璃管内壁蒸镀一层零点几钠米锑膜 – 在130-170oC下通入Cs蒸汽，反应生成CsSb – 通入氧提高灵敏度和长波响应 • 锑铯光电阴极的禁带宽度为1.6eV，电子亲和势为 0.45eV。光电发射阈值2eV。长波限650nm，对红外 不灵敏 • Na2KSb峰值响应波长在蓝光区使用温度150oC • K2CsSb峰值响应波长385nm • Na2KSb(Cs)电子亲和势0.55-1.0eV（最低0.250.3eV），对红光敏感，可以延伸到近红外
（5）阳极 阳极是用来收集最末一级倍增极发射出来的电子。过去 的阳极结构都是金属板，后来发现板状结构常因空间电荷效 应而影响接收性能。所以，现在普遍采用金属网来作阳极， 使它置于最末一级倍增极附近。
4.2光电倍增管的特性参数
• 灵敏度
– 光谱灵敏度 – 积分灵敏度
• • • • •
电流放大倍数 暗电流 噪声 伏安特性 线性
使阳极电流非常微弱，疲劳现象，只是灵敏度的降低相当慢而已。 与上述灵敏度能逐渐恢复的情况相反，光电倍增管的衰老使其参 量慢慢地发生不可逆的变化，对管内各零件进行仔细的除气，可以 减轻管子的衰老现象
(7)暗电流 当光电倍增管用来测量微弱的光强时， 或确定管子灵敏度的极限值时，暗电 流的影响极大，因而暗电流可作为光 电倍增管的一个重要参量。 暗电流的重要来源 1、光电阴极和光电倍增极的热电子发 射。温度T越高，热电子发射越多， 则暗电流越大，如图所示。如果需 要较小的暗电流，可通过冷却光电倍增管来减小暗电流。 2、光电倍增管的漏电流。在管内外都可能产生漏电流。 3、场致发射，4、自然界中的射线 减少暗电流，需从结构上来考虑： •采用热电子发射能力弱的光电阴极和倍增极； •用合适的屏蔽 •降低电压
光电发射器件
Jean 2012-5
1.外光电效应
• 光电发射器件是基于外光电效应的器件 • 光电发射探测器主要有真空光电管和光电 倍增管两种。（变像管、像增强器和真空 电子束摄像管） • 缺点：体积比较大，有玻壳易碎，且工作 电压高，这些缺点造成它们使用不够方便 • 优点：响应速度快，响应度高，线性好， 噪声低，光敏面积大而且均匀。
（c）直瓦片式
（d）圆片式
光电阴极配合可制成探测弱光的倍增管，极间电压高时，有的电 子可能越级穿过，收集率较低，渡越时间差异较大。 盒栅式的主要特点是收集率较高(可达95％)，结构紧凑，但极间电 子渡越时间差异较大。 直瓦片式的主要特点是极间电子渡越时间差异小，但绝缘支架可能 积累电荷而影响电子光学系统的稳定性。 圆瓦片式的主要特点是结构紧凑，体积小，灵敏度和均匀性差些。
响应时间
• 光电发射的过程是很迅速的，只有10-14~10-12S • 光电倍增管响应时间主要取决于渡越时间及其散差， 渡越时间将使阳极输出电信号相对入射光信号产生 一个延迟，而时间散差将引起阳极输出脉冲信号波 形前沿、后沿展宽，展宽的程度与光电倍增管的结 构有关，散差主要由光阴极的中心和周边位置所发 射的光电子飞渡到倍增极经历时间不同造成 • 光电倍增管的响应时间是很快的，优质的光电倍增 管响应时间仅为几个毫微秒或更小。实际使用中， 光电倍增管的响应时间与负载电阻分布电容密切相 关，其RC时间常数是不可忽视的。
n
光电倍增管各电极的联接线路 •倍增极由700～2000伏的高压直流电源供电 •阴极接电源负极，阳极通过负载电阻RL接电 源的正极，管子阳极是电路的输出端。 •各光电倍增极(D1～D4)电压通过分压获得 •光电倍增管各电极电位按照阴极K，第一光 电倍增极D1，第二光电倍增极D2，第三光电 倍增极D3，第四倍增极D4，阳极A次序递增， 并建立了依次递增的使电子加速的电场。
锑铯阴极
• 编号为S-4，它也是使用较早的光电阴极材料， 而且目前正在广泛使用。它的光谱响应曲线 如图，其光谱响应在蓝光区和可见光区，量 子效率达20~30%，它是目前最常用最重要的 光电阴极材料之一。 • 据分析这种材料属于本征发射型。因为对于 本征发射型光电材料来说，光电发射中心是 材料本身的原子，其浓度要比杂质浓度高得 多，这样量子效率才可能较高。
光电倍增管是利用二次电子发射现象制成的。 二次电子发射现象：当高速电子打击到金属表面，由于高速电 子动能被金属吸收，改变金属原子内电子能量状态，使有些电 子从金属表面逸出，这种现象称为二次电子发射。 当一次电子(即高速电子)有足够大速度时，由它产生的二次电 子流可能比一次电子流还大，这说明：任何一次电子不只从金 属中解放出一个电子，而是几个二次电子。 图示出多级倍增管(即倍增极有很多级)的工作原理。
（1）光窗
• 入射光的通道，同时也是对光吸收较多的部分。玻 璃对光的吸收与波长有关，波长越短吸收的越多， 所以倍增管光谱特性的短波阈值决定于光窗材料。 • 光电倍增管一般常用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）光电阴极 •光电阴极作用：光电变换，接收入射光发射电子 •制作光电阴极的材料多是化合物半导体 •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
（2）银氧铯光电阴极材料
• 编号为S-1，可见它是应用最早的现在仍在 使用的光电阴材料，它的光谱响应有两个峰 值波长，一个在紫外区约340nm，另一个在 近红外区约为700nm，在整个可见光区域均 有响应。 • 量子效率比较低，约为1%，但是它是目前 唯一可用于红外波段的经典光发射材料，阈 值波长可达1.2um。据分析它可能属于杂质 发射型
1 2 mv0 2
金属的光电发射
• 金属中存在着大量的自由电子，但在通常 条件下并不能从金属表面挣脱出来，这是 由于金属表面有一层偶电层的缘故，偶电 层阻止电子向外逸出。 • 当光照金属时，若光子的能量足够大，将 产生光电发射效应
2.光电阴极的特性
• 光电阴极是光电发射探测器的光电转换部 件。任何光电发射探测器的光谱响应和响 应度都与它所采用的光电阴极的性能紧密 相关。 • 目前可以用作光电阴极的材料有几十种， 可以履盖从紫外到近红外的很大的光谱范 围。早期的光电阴极是由金属制做的，后 来已为半导体光电阴极代替，现在正在发 展新的亲和材料
(6)疲乏特性 工作过程中灵敏度降低，原因： 最后几级倍增极的疲劳。 两条曲线表示阳极电流对灵敏度 影响。曲线l和2各画出相应于横 坐标所给阳极电流值，经20分钟 和40分钟灵敏度降低情况。阳极 电流不超过l毫安，每次测量后， 把管子放在暗室中几昼夜，其灵 敏度能恢复到近于初始值。 管子工作头几分钟，疲劳得最快，以后疲劳过程就逐渐缓慢了，即
(4)放大特性 图示出光电倍增管的电流放大系 数(亦称增益)β 或灵敏度随电源 电压U增大的关系--放大特性。随
着电源电压升高，电子在电场中
的速度加快，动能增大，电子在 倍增电极中可打出更多二次发射
电子，放大系数或灵敏度增大。
工程上有时利用这一性质自动调 节光电倍增管灵敏度。 (5)频率特性 光电倍增管的频率特性较好。频率达 10 6 赫或更高时仍能保 持高的灵敏度。
（3）电子光学系统
电子光学系统的任务有两个： 一是通过对电极结构的适当设计，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，使下一级的收集率接近于1 二是使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的 时间尽可能相同，使渡越时间差异最小。 （4）倍增系统 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的，具有使一次电子倍增的能力。倍 增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。
光电倍增管放大倍数
• 锑化铯倍增极材料：
0.7 0.2U DD
n n 0.7n U DD
G (0.2)
• 银镁合金倍增极材料：
n
0.025U DD
G (0.025)
n n U DD
光电倍增管特性
(1)光电特性 光电倍增管的光电特性，相当宽的范围内为直线。 当光通量很大时，特性曲线开始明显偏离直线。 • 最后几级光电倍增极的疲乏，因而放大系数大大降低； • 管内的阳极部分和最后几级倍增极的空间电荷发生影响。 积分灵敏度很大，高达每流明几安培。 输出电流仍然不允许很大，以免它电 极损坏或迅速进入疲劳状态，一般工作 在几微安或几毫安。 工作时阴极不能有强光照射，否则易损坏 灵敏度高，光电倍增管允许测量非常小的
倍增系统有聚焦型和非聚焦型两类。 •聚焦，不是指电子束会聚于一点，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。
聚焦型倍增系统倍增极的结构形式有直瓦片式、圆瓦片式； 非聚焦倍增系统倍增极的结构形式有百叶窗式和盒栅式(见图)。 （a)百叶窗式 （b）盒栅式
光通量，所需放大器的级数较少。
(2)光谱特性 光电倍增管光谱响应，在较长 波长情况下取决于所用光电发 射材料的性能，较短的波长则 主要取决于窗材料的透射特性。 图(b)示出锑钾铯光电阴极的光谱 特性，最灵敏光谱波长在4000埃 (3)伏安特性 阳极电流I对于最后一级倍增极和阳 极间的电压U的关系。 曲线由上升部分和饱和部分组成， 照射于光阴极上的光通量越大，达 到饱和时的阳极电流就越大。曲线 上饱和部分有很长一段，这对需从 管子阳极负载取出较大的信号电压 是很重要的。 I a GI k Sae,
出二次电子。这些二次电子移向倍增极 ，又由2 表面打 D2 D 出更多的电子，依此类推。 如果每个电子落到某一倍增极上，从该倍增极打出σ 个二次电子， 那么很明显地有： n
I i 0
I——阳极电流；i 0
——光阴极发出的光电流；n——光电倍增极的级数
光电倍增管的电流放大系数β 可用下式表示
I i0
常用的光电阴极材料
• • • • • 优质的光电阴极材料具有三个条件： 一是对光的吸收系数大 二是光电子在体内传输过程中能量损失小 三是光电逸出功或者光电发射阈值低。 金属材料与半导体材料相比，半导体材料占 有明显优势。 • 现在实用的许多光电阴极材料都是属半导体 材料。光电阴极材料及其编号为银氧铯，锑 铯，铋银氧铯，钠钾铯锑 Ag OCS
在真空的长管中，放上几个表面涂铯的电极。每一对电极(光阴 极K与倍增极 D1 ；倍增极 D1 与 D2 ······)之间加上电压，使后 者的电位较前者为高 ，即 D1 的电位比K高， D2 的电位比高 ·····由于落到光阴极K表面的光通量的作用，由阴极K发射的电
子要移向倍增极 D1 ，这些电子落到 D1 时带有足够大的速度( D1 该速度决定于阴极K与倍增极 间的电压)，所以就从表面打
光电发射的一般规律
• 光电发射效应是光电发射探测器进行光电探测的 基础。当光照射某种物质时，若入射光子的能量 足够大，它与物质中的电子相互作用，使电子逸 出物质表面，由爱因斯坦定律可知，外光电效应 的光电能量转换公式为 • 式中，hv为入射光子的能量， 为光电子逸出 物质表面时的动能，Vo为初速度；Φ称为物质的 逸出功，又称功函数。由能量转换公式可以看出， 产生光电子发射效应的条件是入射光子的能量必 须大于或等于物质的逸出功，即 • hv>Φ 不同的材料具有不同的功函数，常用的光 电发射材料有金属和半导体，它们的光电发射规 律也有所不同。
铋银氧铯钥极
• 材料的编号为S-10，它的光谱特性曲线 如图。它的量子效率约10%左右，是锑 铯阴极的一半。 • 最大优点是光谱响应与人眼相近，在许 多光电探测系统中被广泛采用。
3.Biblioteka Baidu真空光电管
4. 光电倍增管
• 光电倍增管由光窗、光 电阴极、 • 电子光学系统、电子倍 增系统 • 和阳极等五个主要部分 组成 • 其外形如图所示。 • 图中(a)为侧窗式，即光 线从侧面入射到光电倍 增管 (b)为端窗式，使 用时入射光线从端面进 入光电倍增管。
（1） 单碱与多碱锑化物光电阴极
• Cs3Sb光电阴极是最用、量子效率很高的光电阴极 • 制作方法： – 在玻璃管内壁蒸镀一层零点几钠米锑膜 – 在130-170oC下通入Cs蒸汽，反应生成CsSb – 通入氧提高灵敏度和长波响应 • 锑铯光电阴极的禁带宽度为1.6eV，电子亲和势为 0.45eV。光电发射阈值2eV。长波限650nm，对红外 不灵敏 • Na2KSb峰值响应波长在蓝光区使用温度150oC • K2CsSb峰值响应波长385nm • Na2KSb(Cs)电子亲和势0.55-1.0eV（最低0.250.3eV），对红光敏感，可以延伸到近红外
（5）阳极 阳极是用来收集最末一级倍增极发射出来的电子。过去 的阳极结构都是金属板，后来发现板状结构常因空间电荷效 应而影响接收性能。所以，现在普遍采用金属网来作阳极， 使它置于最末一级倍增极附近。
4.2光电倍增管的特性参数
• 灵敏度
– 光谱灵敏度 – 积分灵敏度
• • • • •
电流放大倍数 暗电流 噪声 伏安特性 线性
使阳极电流非常微弱，疲劳现象，只是灵敏度的降低相当慢而已。 与上述灵敏度能逐渐恢复的情况相反，光电倍增管的衰老使其参 量慢慢地发生不可逆的变化，对管内各零件进行仔细的除气，可以 减轻管子的衰老现象
(7)暗电流 当光电倍增管用来测量微弱的光强时， 或确定管子灵敏度的极限值时，暗电 流的影响极大，因而暗电流可作为光 电倍增管的一个重要参量。 暗电流的重要来源 1、光电阴极和光电倍增极的热电子发 射。温度T越高，热电子发射越多， 则暗电流越大，如图所示。如果需 要较小的暗电流，可通过冷却光电倍增管来减小暗电流。 2、光电倍增管的漏电流。在管内外都可能产生漏电流。 3、场致发射，4、自然界中的射线 减少暗电流，需从结构上来考虑： •采用热电子发射能力弱的光电阴极和倍增极； •用合适的屏蔽 •降低电压
光电发射器件
Jean 2012-5
1.外光电效应
• 光电发射器件是基于外光电效应的器件 • 光电发射探测器主要有真空光电管和光电 倍增管两种。（变像管、像增强器和真空 电子束摄像管） • 缺点：体积比较大，有玻壳易碎，且工作 电压高，这些缺点造成它们使用不够方便 • 优点：响应速度快，响应度高，线性好， 噪声低，光敏面积大而且均匀。
（c）直瓦片式
（d）圆片式
光电阴极配合可制成探测弱光的倍增管，极间电压高时，有的电 子可能越级穿过，收集率较低，渡越时间差异较大。 盒栅式的主要特点是收集率较高(可达95％)，结构紧凑，但极间电 子渡越时间差异较大。 直瓦片式的主要特点是极间电子渡越时间差异小，但绝缘支架可能 积累电荷而影响电子光学系统的稳定性。 圆瓦片式的主要特点是结构紧凑，体积小，灵敏度和均匀性差些。
响应时间
• 光电发射的过程是很迅速的，只有10-14~10-12S • 光电倍增管响应时间主要取决于渡越时间及其散差， 渡越时间将使阳极输出电信号相对入射光信号产生 一个延迟，而时间散差将引起阳极输出脉冲信号波 形前沿、后沿展宽，展宽的程度与光电倍增管的结 构有关，散差主要由光阴极的中心和周边位置所发 射的光电子飞渡到倍增极经历时间不同造成 • 光电倍增管的响应时间是很快的，优质的光电倍增 管响应时间仅为几个毫微秒或更小。实际使用中， 光电倍增管的响应时间与负载电阻分布电容密切相 关，其RC时间常数是不可忽视的。
n
光电倍增管各电极的联接线路 •倍增极由700～2000伏的高压直流电源供电 •阴极接电源负极，阳极通过负载电阻RL接电 源的正极，管子阳极是电路的输出端。 •各光电倍增极(D1～D4)电压通过分压获得 •光电倍增管各电极电位按照阴极K，第一光 电倍增极D1，第二光电倍增极D2，第三光电 倍增极D3，第四倍增极D4，阳极A次序递增， 并建立了依次递增的使电子加速的电场。
锑铯阴极
• 编号为S-4，它也是使用较早的光电阴极材料， 而且目前正在广泛使用。它的光谱响应曲线 如图，其光谱响应在蓝光区和可见光区，量 子效率达20~30%，它是目前最常用最重要的 光电阴极材料之一。 • 据分析这种材料属于本征发射型。因为对于 本征发射型光电材料来说，光电发射中心是 材料本身的原子，其浓度要比杂质浓度高得 多，这样量子效率才可能较高。
光电倍增管是利用二次电子发射现象制成的。 二次电子发射现象：当高速电子打击到金属表面，由于高速电 子动能被金属吸收，改变金属原子内电子能量状态，使有些电 子从金属表面逸出，这种现象称为二次电子发射。 当一次电子(即高速电子)有足够大速度时，由它产生的二次电 子流可能比一次电子流还大，这说明：任何一次电子不只从金 属中解放出一个电子，而是几个二次电子。 图示出多级倍增管(即倍增极有很多级)的工作原理。
（1）光窗
• 入射光的通道，同时也是对光吸收较多的部分。玻 璃对光的吸收与波长有关，波长越短吸收的越多， 所以倍增管光谱特性的短波阈值决定于光窗材料。 • 光电倍增管一般常用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）光电阴极 •光电阴极作用：光电变换，接收入射光发射电子 •制作光电阴极的材料多是化合物半导体 •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
（2）银氧铯光电阴极材料
• 编号为S-1，可见它是应用最早的现在仍在 使用的光电阴材料，它的光谱响应有两个峰 值波长，一个在紫外区约340nm，另一个在 近红外区约为700nm，在整个可见光区域均 有响应。 • 量子效率比较低，约为1%，但是它是目前 唯一可用于红外波段的经典光发射材料，阈 值波长可达1.2um。据分析它可能属于杂质 发射型
1 2 mv0 2
金属的光电发射
• 金属中存在着大量的自由电子，但在通常 条件下并不能从金属表面挣脱出来，这是 由于金属表面有一层偶电层的缘故，偶电 层阻止电子向外逸出。 • 当光照金属时，若光子的能量足够大，将 产生光电发射效应
2.光电阴极的特性
• 光电阴极是光电发射探测器的光电转换部 件。任何光电发射探测器的光谱响应和响 应度都与它所采用的光电阴极的性能紧密 相关。 • 目前可以用作光电阴极的材料有几十种， 可以履盖从紫外到近红外的很大的光谱范 围。早期的光电阴极是由金属制做的，后 来已为半导体光电阴极代替，现在正在发 展新的亲和材料
(6)疲乏特性 工作过程中灵敏度降低，原因： 最后几级倍增极的疲劳。 两条曲线表示阳极电流对灵敏度 影响。曲线l和2各画出相应于横 坐标所给阳极电流值，经20分钟 和40分钟灵敏度降低情况。阳极 电流不超过l毫安，每次测量后， 把管子放在暗室中几昼夜，其灵 敏度能恢复到近于初始值。 管子工作头几分钟，疲劳得最快，以后疲劳过程就逐渐缓慢了，即
(4)放大特性 图示出光电倍增管的电流放大系 数(亦称增益)β 或灵敏度随电源 电压U增大的关系--放大特性。随
着电源电压升高，电子在电场中
的速度加快，动能增大，电子在 倍增电极中可打出更多二次发射
电子，放大系数或灵敏度增大。
工程上有时利用这一性质自动调 节光电倍增管灵敏度。 (5)频率特性 光电倍增管的频率特性较好。频率达 10 6 赫或更高时仍能保 持高的灵敏度。
（3）电子光学系统
电子光学系统的任务有两个： 一是通过对电极结构的适当设计，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，使下一级的收集率接近于1 二是使前一级各部分发射出来的电子，落到后一级上时所经历的 时间尽可能相同，使渡越时间差异最小。 （4）倍增系统 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的，具有使一次电子倍增的能力。倍 增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。
光电倍增管放大倍数
• 锑化铯倍增极材料：
0.7 0.2U DD
n n 0.7n U DD
G (0.2)
• 银镁合金倍增极材料：
n
0.025U DD
G (0.025)
n n U DD
光电倍增管特性
(1)光电特性 光电倍增管的光电特性，相当宽的范围内为直线。 当光通量很大时，特性曲线开始明显偏离直线。 • 最后几级光电倍增极的疲乏，因而放大系数大大降低； • 管内的阳极部分和最后几级倍增极的空间电荷发生影响。 积分灵敏度很大，高达每流明几安培。 输出电流仍然不允许很大，以免它电 极损坏或迅速进入疲劳状态，一般工作 在几微安或几毫安。 工作时阴极不能有强光照射，否则易损坏 灵敏度高，光电倍增管允许测量非常小的
倍增系统有聚焦型和非聚焦型两类。 •聚焦，不是指电子束会聚于一点，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。
聚焦型倍增系统倍增极的结构形式有直瓦片式、圆瓦片式； 非聚焦倍增系统倍增极的结构形式有百叶窗式和盒栅式(见图)。 （a)百叶窗式 （b）盒栅式
光通量，所需放大器的级数较少。
(2)光谱特性 光电倍增管光谱响应，在较长 波长情况下取决于所用光电发 射材料的性能，较短的波长则 主要取决于窗材料的透射特性。 图(b)示出锑钾铯光电阴极的光谱 特性，最灵敏光谱波长在4000埃 (3)伏安特性 阳极电流I对于最后一级倍增极和阳 极间的电压U的关系。 曲线由上升部分和饱和部分组成， 照射于光阴极上的光通量越大，达 到饱和时的阳极电流就越大。曲线 上饱和部分有很长一段，这对需从 管子阳极负载取出较大的信号电压 是很重要的。 I a GI k Sae,
出二次电子。这些二次电子移向倍增极 ，又由2 表面打 D2 D 出更多的电子，依此类推。 如果每个电子落到某一倍增极上，从该倍增极打出σ 个二次电子， 那么很明显地有： n
I i 0
I——阳极电流；i 0
——光阴极发出的光电流；n——光电倍增极的级数
光电倍增管的电流放大系数β 可用下式表示
I i0
常用的光电阴极材料
• • • • • 优质的光电阴极材料具有三个条件： 一是对光的吸收系数大 二是光电子在体内传输过程中能量损失小 三是光电逸出功或者光电发射阈值低。 金属材料与半导体材料相比，半导体材料占 有明显优势。 • 现在实用的许多光电阴极材料都是属半导体 材料。光电阴极材料及其编号为银氧铯，锑 铯，铋银氧铯，钠钾铯锑 Ag OCS
在真空的长管中，放上几个表面涂铯的电极。每一对电极(光阴 极K与倍增极 D1 ；倍增极 D1 与 D2 ······)之间加上电压，使后 者的电位较前者为高 ，即 D1 的电位比K高， D2 的电位比高 ·····由于落到光阴极K表面的光通量的作用，由阴极K发射的电
子要移向倍增极 D1 ，这些电子落到 D1 时带有足够大的速度( D1 该速度决定于阴极K与倍增极 间的电压)，所以就从表面打