光电倍增管工作原理

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光电倍增管在地基粒子天体物理实验中的应用都有哪些?光电倍增管于1934年第一次研制成功,它作为弱光探测器已有80多年的发展历史,它经历了光度测量、闪烁计数、时间测量等几个发展阶段以后。自20世纪70年代开始光电倍增管进入飞速发展的阶段各种结构和功能的光电倍增管层出不穷性能参数也不断提高由于光电倍增管具有极高的灵敏度、快速响应等特点在探测微弱光信号及快速脉冲光信号方面是一个重要的探测器件。

在地基粒子天体物理实验中光电倍增管做为粒子探测器也被大量使用。光电倍增管一般由光电阴极、电子光学输入系统、二次发射倍增系统和阳极组成,光电阴极是由光电发射材料制成光子进入阴极产生光电效应而发射电子,我们称为一次电子光电,阴极上产生的每一个电子,在电场作用下加速、聚焦、轰击第一个打拿极,就会产更多的电子,我们称为二次电子,这样依次类推。

1、倍压器或者倍增管工作原理是什么??

倍压器或者倍增管是不可分割的,前者向后者逐级提供加速电压,光电管逐渐打出更多的电子。这是70年前的公开技术。光电倍增管的光阴极和阳极之间被加了许多倍增极(10个左右),在阳极和阴极之间加有几百~上千伏电压。倍压电路,是使用二极管和电容,将电压累计光电倍增管,是利用一个电子去激发多个电子,从而放大电流的器件。

2、光电倍增管的倍增方式

光电倍增管倍增方式又分打拿极和MCP两种。打拿极型光电倍增管由光阴极、倍增级和阳极等组成,由玻璃封装,内部高真空,其倍增级又由一系列倍增极组成,每个倍增极工作在前级更高的电压下。打拿极型光电倍增管接收光方式分端窗和侧窗两种。打拿极型光电倍增管的工作原理:光子撞击光阴极材料,克服了光阴极的功函数后产生光电子,经电场加速聚焦后,带着更高的能量撞击第一级倍增管,发射更多的低能量的电子,这些电子依次被加速向下级倍增极撞击,导致一系列的几何级倍增,最后电子到达阳极,电荷累计形成的尖锐电流脉冲可表征输入的光子。

3、光电探测器的工作原理

光电探测器的工作原理是基于光电效应,热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高,从而改变了它的电学性能,它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。光电子发射器件:光电管与光电倍增管是典型的光电子发射型(外光电效应)探测器件。其主要特点是灵敏度高,稳定性好,响应速度快和噪声小,是一种电流放大器件。尤其是光电倍增管具有很高的电流增益,特别适于探测微弱光信号;

光电倍增管一般用于测弱辐射而且响应速度要求较高的场合,如人造卫星的激光测距仪、光雷达等。光电导器件:利用具有光电导效应的半导体材料做成的光电探测器称为光电导器件,通常叫做光敏电阻,在可见光波段和大气透过的几个窗口,即近红外、中红外和远红外波段,都有适用的光敏电阻。光敏电阻被广泛地用于光电自动探测系统、光电跟踪系统、导弹制导、红外光谱系统等。