光電管和光電倍增管

光電管和光電倍增管

光電管主要由密封在玻璃殼內的光電陰極和陽極組成,如玻璃殼內抽成真空就構成真空光電管;如玻璃殼內充入選定的氣體,使光電陰極發射的光電子經過氣體電離放大,從而提高其靈敏度,則稱為充氣光電管。光電管的典型結構是中心陽極型。它的玻璃殼呈球形,並在內半球面上形成光電陰極,陽極製成小球或小環形,置於玻璃殼的中心。它具有光照面積大,到達玻璃殼的時間分散性小,極間電容小的優點。常用光電陰極有銻銫型、銀氧銫型、鉍銀氧銫型、多鹼型及負電子親和勢型,可對不同的譜段敏感。總的來說,光電管的靈敏度低、體積大、容易破碎,因此正逐步為固態光電探測器所代替。

光電管和光電倍增管

正文

基於外光電效應製成的光電器件。
光電管 主要由密封在玻璃殼內的光電陰極和陽極組成,如玻璃殼內抽成真空就構成真空光電管;如玻璃殼內充入選定的氣體,使光電陰極發射的光電子經過氣體電離放大,從而提高其靈敏度,則稱為充氣光電管。光電管的典型結構是中心陽極型。它的玻璃殼呈球形,並在內半球面上形成光電陰極,陽極製成小球或小環形,置於玻璃殼的中心。它具有光照面積大,到達玻璃殼的時間分散性小,極間電容小的優點。常用光電陰極有銻銫型、銀氧銫型、鉍銀氧銫型、多鹼型及負電子親和勢型,可對不同的譜段敏感。總的來說,光電管的靈敏度低、體積大、容易破碎,因此正逐步為固態光電探測器所代替。
光電倍增管 由光電陰極、電子光學系統、電子倍增系統和陽極四部分組成。光電陰極接受入射的光子後發射出光電子。電子光學系統使光電子在電場的作用下匯集到第一電子倍增極上。受電場加速的光電子射到倍增極上會激發出更多的電子,稱為次級電子。次級電子數與入射電子數的比值稱次級發射係數,一般為3~6。光電子經電子倍增系統中多級倍增極的倍增(增益係數達104~108),最後被陽極收集形成陽極電流。二種典型的結構示於圖、內。非聚焦型的渡越時間分散性大。聚焦型的採用合理的倍增極形狀,減小了渡越時間分散性,能回響幾百兆赫的調製光。

光電管和光電倍增管光電管和光電倍增管
近十年來從事負電子親和勢光電陰極和倍增極研究所取得的成果把回響光的長波閾值推到1.6微米,量子效率顯著提高,倍增極的次級發射係數提高1~2個數量級。有可能製造出級數少、增益大、時間常數小的快速光電倍增管。
另一個重要進展是出現了通道式光電倍增管,它的主要改進在於採用了通道式電子倍增器。這是在一直管或彎管的內壁塗以高阻的次級發射材料,管端施加幾千伏的直流高壓,光電子經電場加速射到壁上發射出次級電子,這個過程多次重複而得到高增益。這種器件的時間常數只有十分之幾納秒。常用於探測真空紫外輻射。
光電倍增管在探測弱光、高頻調製的光或光脈衝方面獲得廣泛套用。在有些情況下它已被光電雪崩二極體所取代,但是它的低噪聲電平仍然是其獨有的特性。光電管和光電倍增管的最大局限性是它只能探測波長小於1.6微米的光。

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