文档介绍：第6章光电发射器件
光电发射器件是基于外光电效应的器件,它包括
真空光电二极管光电倍增管
变相管像增强器
真空电子束摄像管
光电发射器件的优点—极高的灵敏度、快速响应
应用领域--微弱光辐射的探测、
快速弱辐射脉冲信息的捕捉
光电发射阴极
光电发射阴极是是吸收光子能量发射光电子的部件。
光电发射阴极的主要参数
光电发射阴极的灵敏度应包括光谱灵敏度与积分灵敏度。
⑴光谱灵敏度
定义:在单色(单一波长)辐射作用于光电阴极时,光电
阴极输出电流Ik与单色辐射通量Φe,λ之比,为光电阴极的光谱
灵敏度Se,λ。即
Se,λ= I K /Φe,λ
其量纲为µA/W或A/W。
⑵积分灵敏度
定义:在某波长范围内的积分辐射作用于光电阴极时,光
电阴极输出电流I k与入射辐射通量Φe之比,称为光电阴极的
积分灵敏度Se。即
量纲为mA/W或A/W。
白光灵敏度Sv—在可见光波长范围内的“白光”作用于光电
阴极时,光电阴极电流Ik与入射光通量Φv之比。即
量纲为mA/lm。
定义:在单色辐射作用于光电阴极时,光电发射阴极单位时
间发射出去的光电子数Ne,λ与入射的光子数之比,为光电阴极
的量子效率ηλ(或称量子产额)。即
量子效率和光谱灵敏度是一个物理量的两种表示方法。它
们之间的关系为
(6-1)
光电发射阴极的
光谱灵敏度或量子效
率与入射辐射波长的
关系曲线称为光谱响
应。
图6-1 几种光电发射阴极材料的光谱响应曲线
光电发射阴极的暗电流与材料的光电发射阈值Eth有关。一
般光电发射阴极的暗电流极低,其强度相当于10-16~10-18Acm-2
的电流密度。
光电阴极材料
按光电发射材料种类区分,光电阴极基本上有
单碱与多碱锑化物光电阴极
银氧铯和铋银氧铯光电阴极
紫外光电阴极
Ⅲ~Ⅴ族元素的光电阴极
光电倍增管的原理和结构
光电倍增管(Photo-multiple tube,简称为PMT)组成
光入射窗光电阴极电子光学系统
倍增极阳极
光电倍增管通常有
端窗式—光通过管壳的端面入射到端面内侧光电阴极面
侧窗式—光通过玻璃管壳的侧面入射到安装在管壳内的
光电阴极面上
窗口玻璃的不同,直接影响光电倍增管光谱响应短波限。
⑴倍增极材料的发射系数
倍增极用于将以一定动能入射来的电子增大δ倍。即倍增
极将入射电子数N 1的电子以电子数为N 2的二次电子发射出去,
其中, N 2 =δ N 1。δ>1,称其为倍增极材料的发射系数。
倍增极发射二次电子的过程由高能电子的激发材料产生电
子发射,而不是光子激发所致。
⑵常用的倍增极材料
锑化铯(CsSb) 氧化的银镁合金铜-铍合金
负电子亲合势材料