文档介绍：第6章光电发射器件
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
第6章光电发射器件
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
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。
(a) 百叶窗倍增极结构
(b) 盒栅倍增极结构
(c) 瓦片静电聚焦结构
(d) 圆形鼠笼结构
图6-3 光电倍增管倍增极的结构
⑶ 倍增极结构
图6-4 光电倍增管工作原理示意图