129956034381250000第四章_光电发射器件.ppt

1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （4)末级并联电容 1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （4)末级并联电容 电容C1、C2与C3的计算公式为 式中N为倍增极数，Iam为阳极峰值电流，τ为脉冲的持续时间，UDD为极间电压，L为增益稳定度的百分数。 1、电阻分压式供电电路 §4.4 光电倍增管的供电和信号输出电路 （5)供电电压的稳定度 光电倍增管的电流增益稳定度与极间电压稳定度的关系 对锑化铯倍增极 对银镁合金倍增极 由于光电倍增管的输出信号Uo=GSkφvRL，因此，输出信号的稳定度与增益的稳定度有关 例4-1 设入射到PMT上的最大光通量为φv=12×10-6lm左右，当采用GDB-235型倍增管为光电探测器，已知它的倍增级数为8级，阴极为SbCs材料，倍增极也为SbCs材料，SK=40μA/lm，若要求入射光通量在6×10-6lm时的输出电压幅度不低于0.2V，试设计该PMT的变换电路。若供电电压的稳定度只能做到0.01%，试问该PMT变换电路输出信号的稳定度最高能达到多少？ 解:(1) 首先计算供电电源的电压 根据题目对输出电压幅度的要求和PMT的噪声特性，可以选择阳极电阻Ra=82kΩ，阳极电流应不小于Iamin，因此 Iamin=UO/Ra=0.2V /82 kΩ=2.439μA 入射光通量为0.6×10-6lm时的阴极电流为 IK= SKφv=40×10-6×0.6×10-6=24×10-6μA 此时，PMT的增益G应为 总电源电压Ubb为 Ubb=（N+1.5）UDD=741V (2) 计算偏置电路电阻链的阻值 设流过电阻链的电流为IRi，流过阳极电阻Ra的最大电流为 Iam=GSKφvm=1.02×105×40×10-6×12×10-6=48.96μA 取IRi≥10 Iam，则 IRi=500μA 因此，电阻链的阻值Ri= UDD/ IRi=156kΩ 取Ri=120 kΩ，R1=1.5Ri=180 kΩ。 (3) 计算偏置输出信号电压的稳定度最高为 一、计算题1、GDB20的阴极光照灵敏度为60μA/lm，阴极面的有效直径为15mm，倍增级数为11级，阳极光照灵敏度为100A/lm，长期使用时阳极电流应限制在4μA以下。试问: (1) 长期使用时，光电倍增管阴极面的极限入射光通量为多少？ (2) 设阳极电阻为75KΩ，问输出电压由背景光为0.1mV变化到0.25mV情况下入射光的照度变化为多少lx？ (3) 已知GDB20的倍增极为Cs3Sb材料，倍增系数为δ=0.2(UDD) 0.7试计算它的供电电源电压应为多少？它的分压电阻链的电阻值应为多少？ (4) 当要求输出信号的稳定度为0.1%时，高压电源电压的稳定度应为多少？（共20分） 2、现有GDB-423型光电倍增管的光电阴极面积为2cm2，阴极灵敏度25μA/lm，倍增系统的放大倍数为105，阳极额定电流为200μA，求允许的最大光照。（5分）3、（1）画出具有11级倍增极，负高压1200V供电，均匀分压的光电倍增管的工作原理图，分别写出各部分的名称及标出Ik、IR、Ia的方向。（2）若该倍增管的阴极灵敏度为20μA/lm ，阴极入射光的照度为0.1lx，阴极有效面积为2cm2，各倍增极二次电子发射系数均为4，光电子收集率为0.98，各倍增极的电子收集率为0.95，试计算倍增系统的放大倍数和阳极电流。（共15分）4、 P96 4.14 （10分） 5、 P96 4.16 （10分）  二、简答题（每个8分）1、光电发射和二次电子发射两者有哪些不同？简述光电倍增光的工作原理。2、光电倍增管的结构，及各部分作用。3、分析电阻分压器的电压再分配效应和负载电阻的反馈效应，怎样才能减少这些效应的影响。4、光电倍增管产生暗电流的原因有哪些？如何减少暗电流？5、光电倍增管的主要噪声是什么？在什么情况下热噪声可以被忽略？ §4.5 光电倍增管的典型应用 一、光谱探测领域的应用 1、发射光谱 发射光谱分析仪的基本原理如图所示 §4.5 光电倍增管的典型应用 一、光谱探测领域的应用 1、吸收光谱 发射光谱仪的光源为被测光源，而吸收光谱仪的光源为已知光谱分布的光源。吸收光谱仪与发射光谱仪相比，它比发射光谱仪多一个承载被测物的样品池。 §4.5 光电倍增管的典型应用 二、时间分辨荧光免疫分析中的应用 1983年，由Pettersson 和Eskola