光電倍增管用鈹青銅帶

光電倍增管倍增方式又分打拿極和MCP兩種。

打拿極型光電倍增管由光陰極、倍增級和陽極等組成，由玻璃封裝，內(nèi)部高真空，其倍增級又由一系列倍增極組成，每個倍增極工作在前級更高的電壓下。打拿極型光電倍增管接收光方式分端窗和側(cè)窗兩種。

打拿極型光電倍增管的工作原理:光子撞擊光陰極材料，克服了光陰極的功函數(shù)后產(chǎn)生光電子，經(jīng)電場加速聚焦后，帶著更高的能量撞擊第一級倍增管，發(fā)射更多的低能量的電子，這些電子依次被加速向下級倍增極撞擊，導致一系列的幾何級倍增，最后電子到達陽極，電荷累計形成的尖銳電流脈沖可表征輸入的光子。

MCP型光電倍增管均為端窗光電倍增管，適于受照面積大的應用。典型MCP光電倍增管的組成包括入光窗、光陰極、電子倍增極和電子收集極(陽極)等。

光電倍增管可分成4個主要部分，分別是:光電陰極、電子光學輸入系統(tǒng)、電子倍增系統(tǒng)、陽極。

電倍增管是進一步提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個瓦形倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓用來加速電子。光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子。如此電子數(shù)不斷倍增，陽極最后收集到的電子可增加 10^4~10^8倍，這使光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。光電倍增管高靈敏度和低噪聲的特點使它在光測量方面獲得廣泛應用。

光電倍增管根據(jù)不同的應用有不同的尺寸大小，目前世界上最大的光 電倍增管是20英寸，由日本濱松光子學株式會社(hamamatsu)研制生產(chǎn)，最初用于小柴昌俊的超級神岡探測器中，裝入了11200個，并最終探測到了宇宙中微子，小柴昌俊因此獲得了2002年諾貝爾物理學獎，而20寸光電倍增管也因此在2014年獲得"IEEE里程碑" 。

當光照射到光陰極時，光陰極向真空中激發(fā)出光電子。這些光電子按聚焦極電場進入倍增系統(tǒng)，并通過進一步的二次發(fā)射得到的倍增放大。然后把放大后的電子用陽極收集作為信號輸出。因為采用了二次發(fā)射倍增系統(tǒng)，所以光電倍增管在探測紫外、可見和近紅外區(qū)的輻射能量的光電探測器中，具有極高的靈敏度和極低的噪聲。另外，光電倍增管還具有響應快速、成本低、陰極面積大等優(yōu)點。

基于外光電效應和二次電子發(fā)射效應的電子真空器件。它利用二次電子發(fā)射使逸出的光電子倍增，獲得遠高于光電管的靈敏度，能測量微弱的光信號。光電倍增管包括陰極室和由若干打拿極組成的二次發(fā)射倍增系統(tǒng)兩部分(見圖)。陰極室的結(jié)構(gòu)與光陰極K的尺寸和形狀有關(guān),它的作用是把陰極在光照下由外光電效應(見光電式傳感器)產(chǎn)生的電子聚焦在面積比光陰極小的第一打拿極D1的表面上。二次發(fā)射倍增系統(tǒng)是最復雜的部分。打拿極主要由那些能在較小入射電子能量下有較高的靈敏度和二次發(fā)射系數(shù)的材料制成。常用的打拿極材料有銻化銫、氧化的銀鎂合金和氧化的銅鈹合金等。打拿極的形狀應有利于將前一級發(fā)射的電子收集到下一極。在各打拿極 D1、D2、D3…和陽極A上依次加有逐漸增高的正電壓,而且相鄰兩極之間的電壓差應使二次發(fā)射系數(shù)大于1。這樣,光陰極發(fā)射的電子在D1電場的作用下以高速射向打拿極D1,產(chǎn)生更多的二次發(fā)射電子,于是這些電子又在D2電場的作用下向D2飛去。如此繼續(xù)下去，每個光電子將激發(fā)成倍增加的二次發(fā)射電子，最后被陽極收集。電子倍增系統(tǒng)有聚焦型和非聚焦型兩類。聚焦型的打拿極把來自前一級的電子經(jīng)倍增后聚焦到下一級去，兩極之間可能發(fā)生電子束軌跡的交叉。非聚焦型又分為圓環(huán)瓦片式(即鼠籠式)、直線瓦片式、盒柵式和百葉窗式。

光電倍增管是依據(jù)光電子發(fā)射、二次電子發(fā)射和電子光學的原理制成的、透明真空殼體內(nèi)裝有特殊電極的器件。光陰極在光子作用下發(fā)射電子，這些電子被外電場(或磁場)加速，聚焦于第一次極。這些沖擊次極的電子能使次極釋放更多的電子，它們再被聚焦在第二次極。這樣，一般經(jīng)十次以上倍增,放大倍數(shù)可達到108~1010。最后,在高電位的陽極收集到放大了的光電流。輸出電流和入射光子數(shù)成正比。整個過程時間約 10-8秒。還有一種利用彎曲鉛玻璃管自身內(nèi)部的二次電子發(fā)射構(gòu)成小巧的倍增管。光電倍增管在全暗條件下，加工作電壓時也會輸出微弱電流，稱為暗流。它主要來源于陰極熱電子發(fā)射。光電倍增管有兩個缺點:①靈敏度因強光照射或因照射時間過長而降低，停止照射后又部分地恢復，這種現(xiàn)象稱為"疲乏";②光陰極表面各點靈敏度不均勻。