首页 > 技术支撑 > 滨松讲堂
技术支撑

光电倍增管特性之线性

公布时候:2022-03-31 编辑:张昱琰

光电倍增管的线性特性是指光电倍增管的阳极输入电流对入射光通量的线性关系。线性特性在微小光范畴和闪动探测器范畴均有首要利用。由闪动体和光电倍增管构成的闪动探测器将辐射旌旗灯号转化为脉冲电流旌旗灯号以实现对辐射的测量,是目前辐射测量事情中常常利用的探测手段之一。闪动探测器的活络度和线性静态范围是探测器的首要属性。当闪动体的种类和尺寸肯定后,闪动探测器的线性静态范围与光电倍增管的脉冲线性输入机能有直接关系。

光电倍增管的线性特性首要与阴极线性和阳极线性有关。阴极线性由阴极质料决定,光电面是半导体,具有必然的电阻。在透过型光电面中,光电面线性电流和光电面种类有关(见表1)。

表1 光电面种类特性

1648696530819.png

(※)超越标注电流值会收缩利用寿命 

光电倍增管在低电压、年夜电流的场合事情时,其阴极线性可能会影响阳极输入电流。故为减小光电面电阻影响,一般在光电面和第一倍增极之间施加100V~400V的供电电压。

阳极线性首要受分压器回路的影响和倍增体系在年夜电流时空间电荷效应的影响。分压回路对光电倍增管线性的影响,可以按照光电倍增管的事情体例分为直流体例和脉冲体例会商。

光电倍增管在直流状况事情时(见图1),对流过 R7的电流而言,实际流过度压器内的电流是分压器电流 Ib 和阳极电流 Ip 之差,流过其他分压电流是 Ib 和从各倍增极反标的目标流过度压电阻的倍增极电流 IDy 之差。

1648696584122.png

图1 直流(DC)输入型分压器电路

因阳极电流与倍增极电流与分压器电流相抵消,因此伴跟着入射光强的增加,各电极间电压降落,特别是倍增极电流很年夜的后几级倍增极间电压的降落更加明显。使得阳极二次电子汇集效力降落,从而产生饱和征象,造成阳极线性降落。

固然线性电流因光电倍增管种类和分压回路的不合而有所辨别,但在获得直流输入的场合,一般输入电流的实际最年夜值应为分压器电流的1/20~1/50。如果线性请求在±1%内,则最年夜输入必须节制在1/100以内。

光电倍增管在脉冲状况事情时,只利用电阻的分压器回路的光电倍增管,其最年夜输入线性,限定在分压器电流的几十分之一。

1648696640815.png

图2 脉冲旌旗灯号型分压器电路

图2所示的脉冲旌旗灯号型分压器电路可以进步脉冲线性。电路的最后数级接上耦合电容,弥补光电倍增管电荷,以按捺末级倍增极和阳极的电压降落,从而年夜年夜改良脉冲线性。当脉冲宽度很窄,占空比小时,用这类体例,不受分压器电流的限定。线性电流可以到达光电倍增管外部的倍增极呈现空间电荷饱和时的电流值。是以,可以获得是分压器电流数千倍以上的峰值输入电流。

即便利用了去耦电容,采纳了充分的脉冲输入线性对策,但当级间电压牢固时,跟着入射光通量的不竭增加,到达某一值后也会产生饱和状况。这是因为电子流密度的增年夜而呈现的空间电荷效应,毛病了电子流的一般传输而至。该饱和电流的年夜小,特别与光电倍增管末级倍增极四周的倍增极和阳极的电极布局和电极间所加的电压不合而异。一般我们不改变倍增极的种类,而采取进步末级倍增极和四周的倍增极级间电压,使倍增极间电场强度增加以改良线性特性。一般常常利用以下办法进步光电倍增管的线性电流。

①在电子密度高的后几级采取比标准电压分派高的电压,一般采取畴前级到后级级间电压慢慢降低的所谓“锥形分压器电路”。图3为光电倍增管在不合分压比下的输入电流线性特性。

1648696734911.png

图3 光电倍增管采取不合分压器的线性特性

②为了使电极间有高的电场强度,降服空间电荷影响,可以进步光电倍增管的事情电压。图4是光电倍增督事情电压和阳山顶颠峰值电流的关系。

1648696766879.png

图4 光电倍增管线性与电压的关系

当对光电倍增管脉冲线性有较高的请求时,可以采取后几级加去耦电容和利用锥形分压器的分压回路的对策,并加载适合的事情电压使光电倍增管输入较年夜的阳山顶颠峰值电流。

北京滨松生产的CR364管型具有高线性(见图5)、快时候呼应、高不变性等特性,其2%线性偏离时典范线性电流可达100mA@锥形分压器

1648696859203.png

图5  CR364典范线性曲线

CR332管型(见图6)具有尺寸小、时候呼应快、能量辩白率好、高信噪比等特性,其5%线性偏离时典范线性电流可达50mA@锥形分压器。CR365管型(见图 7)具丰年夜尺寸晷极面、快时候呼应、高不变性、低暗计数、耐高水压等特性,其5%线性偏离时典范线性电流可达60 mA @锥形分压器。可按照不合需求利用于高能物理、核辐射测量等范畴。

微信图片_20220331111424.png      微信图片_20220331111429.png

图6 CR332管型                                       图7 CR365管型



<basefont id='gfkB'><small></small></basefont>
    <small id='QcM'><dfn></dfn></small><dfn id='uEuRifJV'><base></base></dfn><dfn id='IucZldTf'><strike></strike></dfn>
        <code id='LYfdh'><ins></ins></code>
          <strong id='vW'><code></code></strong>