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 。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 I k与单色辐射通量Φ e,λ之比,为光电阴极的光谱灵敏度 S e,λ。即 S e,λ=I K/Φ e,λ其量纲为μ A/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Φ e之比,称为光电阴极的积分灵敏度 S e。即量纲为 mA /W 或 A/W 。?白光灵敏度 S v—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 I k与入射光通量Φ v之比。即量纲为 mA /lm 。??? 0 λ e, ked?Φ IS?? 780 380 λ v, kd?Φ IS V : 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 N e,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 ) λ p, λ e,N N???????λ e, λ e, λ e, kλ 1240 q hc / q/ SShΦ I??? 。图6-1 几种光电发射阴极材料的光谱响应曲线 E th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 光电管与光电倍增管的工作原理 光电管的原理光电管分为?真空型光电管--管内常被抽成真空; ?充气型光电管--在管壳内也充入某些低气压惰性气体。光电管主要组成光电阳极—正极光电阴极—负极图6-2 光电管原理电路⑴真空型光电管的工作原理当入射光透过真空型光电管的入射窗照射到光电阴极面上时,光电子就从阴极发射出去,在阴极和阳极之间形成的电场作用下,光电子在极间作加速运动,被高电位的阳极收集,其光电流的大小主要由阴极灵敏度和入射辐射的强度决定。⑵充气型光电管的工作原理光照产生的光电子在电场的作用下向阳极运动,由于途中与惰性气体原子碰撞使其发生电离,电离过程产生新的电子, 它与光电子一起都被阳极收集,正离子向反方向运动被阴极接收,形成数倍于真空型光电管的光电流。 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 的入射窗结构光电倍增管通常有?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=δN 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