IGBT的工作原理和工作特性.pdf

光电倍增管简介及使用特性介绍今天我们使用的光电器件中光电倍增管（PMT）是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光探测器件。典型的光电倍增管如图1所示在真空管中包括光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极和电子收集极（阳极）的器件。当光照射光阴极光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统通过进一步的二次发射得到倍增放大。放大后的电子被阳极收集作为信号输出。因为采用了二次发射倍增系统光电倍增管在可以探测到紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器件中具有极高的灵敏度和极低的噪声。光电倍增管还有快速响应、低本底、大面积阴极等特点。这一章将讲解光电倍增管结构的主要特点和基本使用特性。结构一般端窗型（Head-on）和侧窗型（Side-on）结构的光电倍增管都有一个光阴极。侧窗型的光电倍增管从玻璃壳的侧面接收入射光而端窗型光电倍增管是从玻璃壳的顶部接收入射光。通常情况下侧窗型光电倍增管价格较便宜并在分光光度计和通常的光度测定方面有广泛的使用。大部分的侧窗型光电倍增管使用了不透明光阴极（反射式光阴极）和环形聚焦型电子倍增极结构这使其在较低的工作电压下具有较高的灵敏度。端窗型（也称作顶窗型）光电倍增管在其入射窗的内表面上沉积了半透明光阴极（透过式光阴极）使其具有优于侧窗型的均匀性。端窗型光电倍增管的特点还包括它拥有从几十平方毫米到几百平方厘米的光阴极。端窗型光电倍增管中还有针对高能物理实验用的可以广角度捕集入射光的大尺寸半球形光窗的光电倍增管。电子倍增系统光电倍增管的优异的灵敏度（高电流放大和高信噪比）得益于基于多个排列的二次电子发射系统的使用它使电子低噪声的条件下得到倍增。电子倍增系统包括从8至19极的被叫做打拿极或倍增极的电极。现在使用的电子倍增系统主要有以下几类：1）环形聚焦型环形聚焦型结构主要应用于侧窗型光电倍增管。其主要特点为紧凑的结构和快速时间响应特性。2）盒栅型这种结构包括了一系列的四分之一圆柱形的倍增极并因其相对简单的倍增极结构和一致性的改良而被广泛地应用于端窗型光电倍增管但在一些应用中其时间响应可能略显缓慢。3）直线聚焦型直线聚焦型因其极快的时间响应而被广泛地应用于要求时间分辨和线性脉冲研究用的端窗型光电倍增管中。4）百叶窗型百叶窗型结构因倍增极可以较大而被用于大阴极的光电倍增管中其一致性较好可以有大的脉冲输出电流。这种结构多用于不太要求时间响应的场合。5）细网型细网型结构拥有封闭的精密组合的网状倍增极而使其具有极强的抗磁性、一致性和脉冲线性输出特性。另外当使用交叠阳极或多阳极结构输出情况下还具有位置灵敏特性。6）微通道板（MCP）型MCP是上百万的微小玻璃管（通道）彼此平行地集成为薄形盘片状而形成。每个通道都是一个独立的电子倍增器。MCP比任何分离电极倍增极结构具有超快的时间响应并且当采用多阳极输出结构时在磁场中仍具有良好的一致性和二维探测能力。7）金属通道型金属通道型拥有滨松公司独有的机械加工技术创造的紧凑阳极结构各个倍增极之间狭窄的通道空间使其比任何常规结构的光电倍增管可以达到更快的时间响应速度。并可适用于位置灵敏探测。此外上述结构中两种结构相混合也是可能的。混合的倍增极可以发挥各自的优势。光谱响应光电倍增管的阴极将入射光的能量转换为光电子。其转换效率（阴极灵敏度）随入射光的波长而变。这种光阴极灵敏度与入射光波长之间的关系叫做光谱响应特性。图4给出了双碱光电倍增管的典型光谱响应曲线。光谱响应特性的长波端取决于光阴极材料短波端则取决于入射窗材料。在本书的附件里给出了不同型号的光电倍