實驗七 光電倍增管的特性與特性參數(shù)測試

1、實驗七實驗七光電倍增管的特性與特性參數(shù)測試光電倍增管的特性與特性參數(shù)測試1.實驗目的：光電倍增管是最靈敏的光電器件。它的暗電流、噪聲、靈敏度大范圍可調(diào)和時間響應等特性都具有獨特的特點，因此，光電倍增管是非常優(yōu)秀的光電器件。掌握光電倍增管的主要特性參數(shù)，及其它的供電電路對于正確應用光電倍增管解決微弱輻射的測量技術(shù)是非常重要的。2.實驗儀器：1）GDSⅡ型光電綜合實驗平臺主機；1)GDBSⅠ型光電倍增管實驗裝置；3.實驗內(nèi)容：1、光電倍增管

2、陽極暗電流ID的測量；2、光電倍增管陽極光照靈敏度Sa的測量；光電倍增管的靈敏度Sa與電源電壓Ubb的關(guān)系；3、測量光電倍增管的增益G；4.實驗原理1）光電倍增管工作原理）光電倍增管工作原理光電倍增管是真空光電器件，它主要由光入射窗、光電陰極面、電子聚焦系統(tǒng)、倍增電極和陽極等5部分構(gòu)成。其工作原理如“光電技術(shù)”教材第4章所講述，分下面5部分：(1)光子透過入射窗口玻璃入射到玻璃內(nèi)層光電陰極上，窗口玻璃的透過率滿足光電倍增管的光譜響應特性

3、；(2)進入到光電陰極上的光子使光電陰極材料產(chǎn)生外光電效應，激發(fā)出電子，并飛離表面到真空中，稱其為光電子；(3)光電子通過電場加速，并在電子聚焦系統(tǒng)的作用下射入到第一倍增極D1上，倍增極D1將發(fā)射出比入射光電子數(shù)目增多δ倍，這些二次電子又在電場作用下射入到下一增極；(4)入射電子經(jīng)N級倍增后，電子數(shù)就被放大δN倍；(5)經(jīng)過電子倍增后的二次電子由陽極收集起來，形成陽極電流，在負載上產(chǎn)生壓降，輸出電壓信號Uo。2）光電倍增管的基本特性參數(shù)

4、）光電倍增管的基本特性參數(shù)光電倍增管的特性參數(shù)包括光電靈敏度、電流增益、光電特性、陽極特性、暗電流特性與時間響應等特性。⑤陽極光照靈敏度Sa陽極光照靈敏度Sa的定義為光電倍增管在一定的工作電壓下陽級輸出電流Ia與入射到光電陰極上光通量φ之比，即（Alm）ΦISaa?(74)⑥電流放大倍數(shù)(增益)G光電倍增管的電流放大倍數(shù)(增益)G的定義為在一定的入射光通量和陽極電壓下，陽極電流Ia與陰極電流Ik之比，即（7kaIIG?5）由于陽級靈敏度

5、為PMT增益與陰極電流之積，因此，增益又可表示為(76)kaSSG?增益G描述了光電倍增管系統(tǒng)的倍增能力，它是工作電壓的函數(shù)。⑦暗電流Id當光電倍增管處于隔絕輻射的暗室中的陽極輸出電流稱為暗電流。暗電流與光電倍增管的供電電壓Ubb有關(guān)，因此必須首先確定它的供電電壓Ubb，才能測定它的暗電流Id。引起暗電流的主要因素如“光電技術(shù)”中敘述的有：歐姆漏電、熱電子發(fā)射、場致發(fā)射、玻璃熒光、玻殼放電等。3）光電倍增管的供電電路）光電倍增管的供電電