光电倍增管选型报告

光电倍增管选型报告

一、目的

目前我们kemilo仪器上使用的，日本滨松的H10721-210光电倍增系统具有体积小巧，集成度高，灵敏度高，控制简单等特点，其最大的缺点在于价格昂贵。经过一段时间的寻找，找到以下几款可供选择的方案，现将他们的主要性能指标列出，供大家选择。

H10720-210是光电倍增模块无需配高压电源和电磁屏蔽。

二、关于光电倍增管的电源

三、关于磁屏蔽

CR110北京滨松有相对应的管座和磁屏蔽套提供，每套价格在250RMB左右。另外磁屏蔽罩，可采用自制或加工，坡莫合金（镍-铁）套来实现。

四、初步结论

从性能、使用普遍性、价格、采购难易度等方面综合考虑，建议端窗使用北京滨松的CR110，侧窗可使用通用型的IP28。

初次实验使用北京滨松配套的电源和磁屏蔽罩。

1.Question：PMT的侧窗与端窗各有何有劣？

Answer：侧窗型光电倍增管的单价比较便宜（一般数百元/只），在分光光度计、旋光仪和常规光度测定方面具有广泛的应用。大部分的侧窗型光电倍增管使用不透明光阴极（反射式光阴极）和环形聚焦型电子倍增极结构，这种结构能够使其在较低的工作电压下,具有较高的灵敏度。

端窗型光电倍增管也称顶窗型光电倍增管。其价格一般在千元以上，它是在其入射窗的内表面上沉积了半透明的光阴极（透过式光阴极），这使其具有优于侧窗型的均匀性。端窗型光电倍增管的特点是拥有从几十平方毫米到几百平方厘米的光阴极，另外，现在还出现了针对高能物理实验用的,可以广角度捕获入射光的大尺寸半球形光窗的光电倍增管。

Q：在体外诊断仪器上应用侧窗型更具性能和成本上的优势？

A：侧窗型相对端窗型工作电压较低,具有较高的灵敏度，但性能一致较差。咨询过张工,侧窗型光电倍增管由于安装问题，虽然单管可以省几百，会造成整体结构偏大，但不利于整体成本的压缩。

2.Q：侧窗是否有利于降低仪器产品高度？

A：咨询过张工,侧窗的安装方式不利于仪器体积的减小。

3. Q：高压电源的关键指标是哪个？

A：高压电源的输出电压稳定性直接关系到光电倍增管的放大倍数。输出电流、输入调整率、负载调整率、纹波应是关键性指标。

4. Q：高压电源怎样影响PMT系统的性能？

A：光电倍增管的放大倍数与工作电压关系很大, 电源的稳定度一般要比放大倍数的稳定度高7一10 倍,如果放大倍数的稳定度要求l% ,电源的稳定度要求0.1 %。至于电源电压的调节范围, 由于快速管和高温双碱阴极管的工作电压比较高, 所以电源电压的调节范围一般要求在1500一2500 伏，其它管子的工作电压比较低, 电源电压调节范围一般要求在5 0 一15 00伏。

对电源输出电流的要求, 对快速管一般要求电源的输出电流比较大, 例如1一2 毫安。对能谱和光度等方面应用的管子, 电源输电流可以比较小。便携式仪表中应用的管子，输出电流可以更小些。

电源的极性通常有两种: 一种是负高压,另一种是正高压, 各有其优缺点, 应根据具体应用场合来选择。

采用负高压时阳极接近于地电位, 这样对直流光信号的测量或快速光信号的观测极为方便，小电流放大器或高频同轴电缆可直接与阳极相连, 高频传输特性好但这时阴极处于高电位, 管壳附近处于地电位的导体，可能引起管子的暗电流和噪声的增大, 增加管子工作的不稳定性因此最好在管壳上裹上一层金属, 并将它连接到阴极电位上。

采用正高压供电可以使管子有较低和稳定的暗电流, 但由于阳极处于高电位, 管子输出与记录电路之间需连接一耐高压的隔直电容, 输出电路的分布参数增大, 影响高频传输

特性。由于负高压供电比较简单, 通常多采用负高压，个别情况下,当要求某一倍增极输出信号时也可采用倍增极接地, 这时采用的高压电源是浮置的. 5. Q：PMT裸管价格能否降至一千元以下？

A：性能好一些的端窗如CR110有些困难,性能一般的如南京永纪GDB-443报价为900，侧窗的价格也较为便宜。

Q：整套光子计数组件在批量时能否控制在千元以下？

A：可以北京滨松CR110和南京永纪\华东GDB-443各买一套进行测试，如果GDB-443性能符合要求，批量价格应该可以控制的较低。

报告人：徐阳

2012.12.10