第3章 光电阴极与光电倍增管..

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光电倍增管的原理和应用

光电倍增管的原理和应用

光电倍增管的原理和应用1. 原理光电倍增管(Photomultiplier Tube, PMT)是一种能将光信号转化为电信号并进行放大的光电转换器件。

它由光阴极、光阴極多级倍增结构和阳極等部分组成。

光电倍增管的工作原理如下: 1. 光信号进入光电倍增管时,首先经过光阴极激发,激发后的光电子被加速电压所加速; 2. 加速后的光电子轰击光阴极,产生更多的次级光电子,这个过程称为光电子的倍增; 3. 产生的次级光电子经过一系列的倍增极间碰撞,产生更多的次级光电子,最终形成电流信号; 4. 电流信号经过阳极的收集和放大,输出为一个与光输入强度成正比的电压信号。

通过上述的工作原理,光电倍增管能够将弱光信号放大至可被检测和测量的强度,具有高增益、低噪声和较快的响应速度等特点。

2. 应用光电倍增管在各个领域都有广泛的应用,下面列举几个主要的应用领域:2.1 显微成像在显微成像领域,光电倍增管常被用于低光强下的图像增强和放大。

显微镜配备光电倍增管可以大大提升显微图像的清晰度和细节,特别是在观察透射和荧光显微图像时效果更加明显。

2.2 荧光检测在生物医学领域,光电倍增管常被用于荧光检测和荧光分析。

它可以将微弱的荧光信号转化为强电信号,用于荧光探针的测量、蛋白质表达分析、细胞标记等。

2.3 宇宙学研究在宇宙学研究中,光电倍增管常被用于光谱分析和星体测量。

它可以对来自宇宙空间的微弱光信号进行放大和测量,帮助科学家研究宇宙的结构和演化。

2.4 核物理实验在核物理实验中,光电倍增管广泛应用于粒子探测器和谱仪。

它可以将粒子或射线的能量转化为电信号,并通过倍增过程增强信号强度,用于探测和测量。

2.5 环境监测在环境监测中,光电倍增管常被用于气体检测和核辐射检测。

它可以对气体中的特定成分进行精确测量,如大气中的臭氧、氮氧化物等;同时,也可以用于监测和测量环境中的辐射强度和辐射类型。

3. 小结光电倍增管作为一种重要的光电转换器件,具有广泛的应用前景。

光电子器件_第三章光电阴极与光电倍增管

光电子器件_第三章光电阴极与光电倍增管
第三章 光电阴极与光电倍增管
3.1、光电管及其基本特性
光窗
Uo
(a)结构
(b)测量电路
利用物质在光的照射下发射电子的外光电效应而制 成的光电器件,一般都是真空的或充气的光电器件, 如光电管和光电倍增管。
1. 结构与工作原理
光电管有真空光电管和充气 光电管或称电子光电管和离子光 电管两类。两者结构相似,如图。 它们由一个阴极和一个阳极构成, 并且密封在一只真空玻璃管内。 阴极装在玻璃管内壁上,其上涂 有光电发射材料。阳极通常用金 属丝弯曲成矩形或圆形,置于玻 璃管的中央。
光电 倍增 管的 光照 特性
6、光电倍增管工作原理
UOUT RL A K D D D3 D 4 1 IA 2 R1 R2 R3 R4 R5
光电倍增管及其基本特性
由阴极、次阴极(倍增电极)、阳极组成阴极由半导体光电材料锑铯做成, 次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯材料形成。次阴极可达30级。通常为 12~14级。 使用时在各个倍增电极上均加上电压,阴极电位最低,以后依次升高, 阳极最高。相邻两个倍增电极之间有电位差,因此存在加速电场。
二、光电倍增管及其基本特性
当入射光很微弱时,普通光电管产生的光电流很小, 只有零点几μA,很不容易探测。这时常用光电倍增管对 电流进行放大,下图为其内部结构示意图。
1. 结构和工作原理
由光阴极、次阴极(倍增电极)以及阳极三部分组成。光阴极是由半 导体光电材料锑铯做成;次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯 材料而形成的,次阴极多的可达30级;阳极是最后用来收集电子 的,收集到的电子数是阴极 光电阴极 阳极 发射电子数的105~106倍。即 光电倍增管的放大倍数可达 几万倍到几百万倍。光电倍 增管的灵敏度就比普通光电 管高几万倍到几百万倍。因 第一倍增极 第三倍增极 此在很微弱的光照时,它就 能产生很大的光电流。 入射光

光电倍增管

光电倍增管

光电倍增管维基百科,自由的百科全书跳转到:导航, 搜索光电倍增管(Photomultiplier,简称PMT),是一种对紫外光、可见光和近红外光极其敏感的特殊真空管。

它能使进入的微弱光信号增强至原本的108倍,使光信号能被测量。

[编辑]工作原理光电倍增管示意图光电倍增管是由玻璃封装的真空装置,其内包含光电阴极 (photocathode),几个二次发射极 (dynode)和一个阳极。

入射光子撞击光电阴极,产生光电效应,产生的光电子被聚焦到二次发射极。

其后的工作原里如同电子倍增管,电子被加速到二次发射极产生多个二次电子,通常每个二次发射极的电位差在 100 到 200 伏特。

二次电子流像瀑布一般,经过一连串的二次发射极使得电子倍增,最后到达阳极。

一般光电倍增管的二次发射极是分离式的,而电子倍增管的二次发射极是连续式的。

[编辑]应用光电倍增管集高增益,低干扰,对高频信号有高灵敏度的优点,因此被广泛应用于高能物理、天文等领域的研究工作,与及流体流速计算、医学影像和连续镜头的剪辑。

雪崩光电二极管(Avalanche photodiodes,简称APDs)为光电倍增管的替代品。

然而,后者仍在大部份的应用情况下被采用。

光电管与光电倍增管编辑词条分享将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。

光电管通常用于自动控制、光度学测量和强度调制光的检测。

如用于保安与警报系统、计数与分类装置、影片音膜复制与还音、彩色胶片密度测量以及色度学测量等。

光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。

它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。

闪烁计数器的出现,扩大了光电倍增管的应用范围。

激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。

电视电影的发射和图像传送也离不开光电倍增管。

光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。

光电管与光电倍增管构造和原理光电管由真空管壳内的光电阴极和阳极所构成(图中a)。

《光电倍增管》课件

《光电倍增管》课件
CT、MRI等设备中的探测器。
案例二:光电倍增管在环境监测领域的应用
总结词
光电倍增管在环境监测领域中发挥着重要作用,能够实现高精度、高灵敏度的气体和水质监测,为环境保护提供 科学依据。
详细ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ述
光电倍增管在环境监测中主要用于气体和水的分析。对于气体监测,光电倍增管可以检测空气中的有害气体和温 室气体,如二氧化碳、甲烷等。对于水质监测,光电倍增管可以检测水中的重金属离子、有机污染物等有害物质 ,为水处理和水质管理提供依据。此外,光电倍增管还可用于气象观测和遥感监测等领域。
高增益与低噪声
通过改进倍增级结构和材料,提高光电倍增管的 增益和降低噪声,从而提高探测器的信噪比和灵 敏度。
多通道并行处理
采用多通道并行处理技术,实现多个光电倍增管 同时工作,提高探测器的响应速度和测量精度。
光电倍增管的市场展望
不断增长的市场需求
随着科学技术的进步和应用领域的拓 展,光电倍增管的市场需求将持续增 长,尤其在医疗、环保、安全等领域 的应用前景广阔。
污染物等。
02 光电倍增管的结构与特性
光电倍增管的结构
光电阴极
将光信号转换为电子的过程发生在此区域,通常 使用材料如硫化锑或硒化铊。
倍增极
一系列的电子倍增器,用于放大由光电阴极产生 的电子。
阳极
收集倍增后的电子并产生最终的电流或电压输出 。
光电倍增管的特性
01
02
03
高灵敏度
能够检测到微弱的入射光 信号,通常在亚纳瓦级别 。
05 光电倍增管的典型案例分析
案例一:光电倍增管在医疗仪器中的应用
总结词
光电倍增管在医疗仪器中具有广泛的应用, 能够提高医疗设备的检测精度和灵敏度,为 医疗诊断和治疗提供有力支持。

物理实验技术中光电倍增管的使用技巧详解

物理实验技术中光电倍增管的使用技巧详解

物理实验技术中光电倍增管的使用技巧详解光电倍增管是物理实验领域中常用的一种重要仪器,能够将光信号转换为电信号,并通过倍增效应放大电信号。

在实验过程中,光电倍增管的使用技巧十分关键,正确的使用方法能够提高实验的精度和可靠性。

本文将详细介绍光电倍增管的使用技巧。

首先,我们需要了解光电倍增管的原理和结构。

光电倍增管主要由光电阴极、倍增电极和阳极等组成。

当光信号照射到光电阴极上时,光电阴极发射出电子,这些电子受到电场的作用,加速运动并撞击到倍增电极上。

倍增电极上的二次电子再次撞击到下一级倍增电极上,形成倍增效应,最终被收集到阳极上产生电信号。

在实验中使用光电倍增管时,首先需要注意保持其光电阴极的纯净。

由于光电阴极的材料通常是碱金属,容易吸附大气中的气体和水分,降低其灵敏度和响应速度。

因此,在使用前应将光电倍增管置于真空系统中进行抽真空处理,排除其中的杂质。

此外,还需要定期检查和清洗光电倍增管,确保其表面干净。

其次,适当选择光电倍增管的工作电压也是使用的关键。

光电倍增管的工作电压一般由其倍增电压和阳极电压决定。

倍增电压是指在不同的倍增电极之间加上的电压,其大小影响着倍增效应的放大倍数。

阳极电压则是指加在阳极上的电压,控制光电倍增管的灵敏度和输出信号的幅度。

根据实验需要,可以通过调节倍增电压和阳极电压来获得最佳的工作效果。

除了工作电压的选择,还需要合理确定光电倍增管的增益因子。

增益因子是指光电倍增管输出电荷与输入光信号之间的比值。

在实验中,可以通过改变光电倍增管的倍增电场强度、阳极电压等参数,来调整增益因子的大小。

需要明确的是,增益因子的选择应根据实验所需的信号强度、噪声水平和动态范围等因素进行合理判断。

此外,对于一些需测量极弱光信号的实验,需要特别关注光电倍增管的暗电流。

暗电流是指在光电倍增管没有受到光照时产生的电流。

暗电流的存在会影响实验的精度和灵敏度。

为了降低暗电流的影响,可以采取一系列措施,如使用低照度的工作环境、合理选择光电倍增管的工作温度、增加光电倍增管的隔离层等。

光电阴极灵敏度和光电倍增管的总灵敏度PPT课件

光电阴极灵敏度和光电倍增管的总灵敏度PPT课件

2020/6/1
1—发光元件 2—接收元件 3—壳体 4—导线 5—反射物 6—窗体
.
39
光电开关外形
2020/6/1
.
40
应用范围
用光电开关检测物体时,大部分只要求 其输出信号有“高—低”之分即可。
2020/6/1
.
41
光电开关广泛应用于工业控制、自动化 包装线及安全装置中作光控制和光探测 装置。可在自控系统中用作物体检测、 产品计数、料位检测、尺寸控制、安全 报警及计算机输入接口等用途。
.
15
光敏电阻
当光敏电阻受 到光照时, 阻值减 小。
2020/6/1
.
16
(2)光敏电阻的基本特性和主要 参数。
光敏电阻的伏安特性。
I(mA)
6 5 4 3 2 1
0
硫化铅 硫化铊 UV
50 100
光敏电阻的伏安特性
2020/6/1
.
17
光敏电阻的频率特性
光敏电阻的光谱特性 。
2020/6/1
0 6 0
4
0
2
0
硫化铅 硫化镉
0
10
暗电阻、亮电阻与光电流。
100 1000 10000 频 率 (Hz)
光敏电阻在受到光照射时的电阻称为亮电 阻,此时流过的电流称为亮电流。在没 有受到光照射时的阻值称为暗电阻,此 时流过的电流被称为暗电流。
2020/6/1
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19
光敏电阻的温度特性。
灵敏度 (%)
2020/6/1
.
43
7.1.4 光电传感器的应用
吸收式烟尘浊度检测仪框图
白炽光光源
光检测 器
放大 电路

光电倍增管工作原理

光电倍增管工作原理

光电倍增管工作原理
光电倍增管是一种能够将光信号转化为电信号并进行放大的设备。

它由光电阴极、倍增部件和收集极三部分组成。

光电阴极是光电倍增管的输入端,它由光敏材料制成。

当光线照射在光电阴极上时,光子会激发光敏材料中的电子跃迁到导带中,产生电子空穴对。

这些电子会受到电场的驱动,从而被加速并穿过倍增部件进入收集极。

倍增部件是光电倍增管中最关键的部分,它能够将输入的电子信号进行倍增。

倍增部件通常由若干个倍增级组成,每个倍增级都包含一个阳极、一个倍增螺旋管和一些倍增电极。

当电子进入倍增部件后,它们会受到倍增螺旋管中的强电场的作用,从而被加速并与倍增螺旋管表面相碰撞。

这种碰撞会导致大量的次级电子的发射,从而使电子数量倍增。

次级电子再次被分配到下一个倍增级中,重复上述过程,直到输出的电子数目足够大。

收集极是光电倍增管的输出端,用于收集经过倍增部件倍增后的电子信号。

收集极通常是与光电阴极相连的,它们之间通过电源设立电场,使得电子能够被有效地收集到收集极。

总结一下,光电倍增管工作的原理是:首先,光光子照射在光电阴极上产生电子空穴对;然后,电子经过加速从光电阴极流向倍增部件;最后,在倍增部件中,电子经过倍增级的倍增作用,使得电子数量增大;最终,放大后的电子信号被收集极收
集。

这样,光电倍增管可以实现从光信号到电信号的转化和放大。

光电倍增管制作方法

光电倍增管制作方法

光电倍增管制作方法光电倍增管是一种常用于粒子物理实验、核物理实验和光电检测等领域的光电转换装置。

其原理是通过将入射的光子转换成一系列电子级连产生倍增效应,从而使弱光信号得以被放大到可以被检测的强度。

下面将介绍光电倍增管的制作方法。

1.光阴极制备光电倍增管的光阴极是产生光电子的关键部件。

常见的材料有碱金属,如铯、钾等。

制备光阴极的方法有热释电子法和光电效应法。

热释电子法是将碱金属材料加热至一定温度,使其表面产生光电发射。

光电效应法是利用光照射碱金属材料,使其表面光电发射。

制备光阴极时需要注意材料的纯度和表面的光滑度。

2.硐光屏制备硐光屏是光电倍增管的关键部件之一,用于接收光电子,并将其转化成荧光光子。

制备硐光屏时常用的材料有硐钠和硐锑。

首先将硐钠或硐锑粉末与粘结剂混合,制备成粘结剂-硐材料糊状。

然后将糊状物涂覆在玻璃或金属基板上,并进行烘干,使其形成硐光屏。

3.多级倍增极制备多级倍增极是光电倍增管的核心组成部分,它实现了光电子的倍增效应。

常用的多级倍增极材料有镉镉镉镉镉镉镉镉镉镉镉镉。

制备多级倍增极时,首先将多级倍增极的基底涂覆一层绝缘层,常用的绝缘材料有氧化镁。

然后,在绝缘层上进行多次涂覆金属电极材料,并在每一层金属电极与金属电极之间涂覆一层绝缘层,形成相互交错的多级倍增极结构。

4.去泵组件装配去泵组件主要由驱动极、网极和收集极组成,用于移除倍增极堆积在上面的离子。

驱动极通常采用金属材料,如钨和钼。

网极是一个细孔板,用于收集电子并引导离子穿过紧密的通道触及到离子系统束缚结构上。

收集极用于收集离子。

5.灌注与密封在完成上述步骤后,将制备好的各个部件组装在一起,然后进行灌注与密封。

灌注是指将相对应的工质(气体或液体)充填到光电倍增管中,通常使用的工质有氩气和乙醇。

灌注完成后,对光电倍增管进行密封,以防止工质的泄漏。

6.反应和测试制备完成的光电倍增管需要进行一系列的反应和测试,确保其正常工作。

测试可以包括测试光电倍增管的增益、响应时间、噪声等,以及检验光电倍增管的真空度和密封性能。

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6.PSD位置传感器
O
xA
L xA I1 I 0 2L L xA I2 I0 2L I 2 I1 xA L I 2 I1
7雪崩光电二极管;
第3 章 光电阴极与光电倍增管
本章主要内容:
3.1 阴极与阴极电子学 3.2 外光电效应 3.2 光电阴极 2.3光电管和光电倍增管
料,具有高灵敏度和宽光谱响应,如S-20 。其红外端可延伸到
930nm,量子效率高于20 %。 适用于宽带光谱测量仪.
(三). 常用光电阴极材料 (1) Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。 (2)单碱锑化合物(PEA) (3)多碱锑化合物(PEA) (4)紫外光电阴极材料 某些应用,要求光电阴极材料只对所探测的紫外 辐射灵敏,对可见光无响应。这种材料通常称为“日 盲”型光电阴极材料,也称紫外光电阴极材料。目前 实用的紫外光电阴极碲化铯(CsTe)和碘化铯(Csl)两种。
入射光子的能量至少要等于逸出功时,才能发生 光电发射。 波长阈值:
hν>W hc/λ>W λ <hc/W=1.24/A λ < =1.24/W(μm) 当入射光波长大于λ时,不论光强如何,以及照 射时间多长,都不会有光电子产生。要用红外光 (λ>0.76μm)发射电子,必须寻求低于(?) 的低能阈值材料。
3.1 阴极与阴极电子学

阴极(Cathode) 电子器件中发射电子的一极(电子源)

阴极电子学
研究: 1)电子和离子从固体表面的发射过程
2)粒子
固体表面相互作用的物理过程

从能带理论浅谈电子发射
【思考】如何使体内电子逸出?
第一种方式
第二种方式
使体内电子逸出的方法:
1)增加电子能量 2)削弱阻碍电子逸出的力
量子效率一般高达20%~30%,比银 氧铯光电阴极高30多倍。如S-4。
(三). 常用光电阴极材料 (1) Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。 (2)单碱锑化合物(PEA) (3)多碱锑化合物(PEA)
锑和几种碱金属形成的化合物包括双碱锑材料Sb-Na-K、Sb-KCs和三碱锑材料Sb-Na-K-Cs等,Sb-Na-K-Cs是最实用的光电阴极材
阴极发射电子(第一种方式)
1. 增加电子能量
(1)热电子发射(热阴极) 阴极加热 T足够高 部分电子获得足够能量
半导体
E Φ=E0-EF
克服表面势垒而逸出 金属
阴极发射电子(第一种方式)
1. 增加电子能量
(1)热电子发射(热阴极) 阴极加热 T足够高 部分电子获得足够能量
克服表面势垒而逸出 (2)光电子发射(光电阴极)
阴极发射电子(第二种方式)
2. 降低阻碍电子逸出的力 (4)场致发射(场发射阴极) 固体表面施加强电场 通过隧道效应进入真空
V
削弱势垒
体内部分电子
V0
I
II
III
o a
量子隧穿示意图
x
P exp(2k1a) exp(
2a 2m(V0 E ))
阴极的应用举例
CRT (Cathode Ray Tube) 和 FED( Field Emission Display )
3.光电三极管的电流关系及电连接方法
根据共发射极电流关系有: I b= I p Ic = Ie = (1+β) Ib = (1+β) Ip = (1+β) E· SE
4.象限探测器
5.PIN光电二极管
由于I层比PN结宽的多,光生电流增大; 由于耗尽层变宽,结电容变小;提高响应速度; 由于I层电阻率很高,故能承受的电压增大;
知识回顾
1.光电二极管 分类 符号
接法
光敏二极管符号
光敏二极管接法
2.光电二极管跟普通二极管和光电池的区别
与普通二极管相比 共同点:一个PN结,单向导电性 不同点: (1)受光面大,PN结面积更大,PN结深度较浅 (2)表面有防反射的SiO2保护层 (3)外加反偏置 与光电池相比 共同点:均为PN结,利用光伏效应,SiO2保护膜 不同点: (1)结面积比光电池的小,频率特性好; (2)光生电势与光电池相同,但电流比光电池小; (3)可在零偏压下工作,常在反偏置下工作。
EA2=E0-EC2>0
2. 负电子亲和势阴极
体内:P型
表面:N型
入射光子
体内电子,能级Ec1 表面电子,能级Ec1 表面逸出电子 E0-Ec1< 0
体内有效电子亲和势:
EAe=E0-EC1<0
2. 负电子亲和势阴极
体内:P型
表面:N型
经典发射体的电子亲 和势仍是正的 ??? EA1=E0-EC1>0 EA2=E0-EC2>0 负电子亲和势是指体 内衬底材料的有效电 子亲和势???
长波限为 0.32µ m
长波限为 0.2µ m
(三). 常用光电阴极材料 (1) Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。 (2)单碱锑化合物(PEA) (3)多碱锑化合物(PEA) (4)紫外光电阴极材料 (5)负电子亲合能材料(NEA) 负电子亲和势材料制作的光电阴极与正电子亲和势材 料光电阴极相比,具有以下四点特点
探测。可见光区域内量子效率低于0.43%。如S-1所示。
350 nm, 800 nm
(三). 常用光电阴极材料 (1) Ag-O-Cs具有良好的可见和近红外响应。 (2)单碱锑化合物(PEA)
金属锑与碱金属锂、钠、钾、铯中的一种构成的化合物,都 是能形成具有稳定光电发射的发射材料, CsSb最为常用,材料广泛用作光电阴极 常规光电阴极 负电子亲和势阴极
EA 0
EA 0
1.灵敏度 灵敏度
光照灵敏度
色光灵敏度 光谱灵敏度
(1)光照灵敏度 色温2856K的钨丝灯
M (T ) T 4
(2) 色光灵敏度
QB:中国青色或兰色玻 在一定的白光照射下,光电阴极的光电流与入射的 璃(德国:BG) 白光光通量之比,也称白光灵敏度或积分灵敏度。 HB:中国红色玻璃
阴极射线管(CRT)
CRT (Cathode Ray Tube) 和 FED( Field Emission Display )
索尼2010
场致发射显示器(FED)
被视为继液晶、等离子、 OLED之后的第四大平板显示技术
场发射阵列制作过程
Mo SiO2 Si Mo Glass
3.2 外光电效应
Ik :光电流 Φe :光强 Se :该阴极对入射光线的灵敏度
Ik Se e
光电发射第二定律——爱因斯坦定律
光电子的最大动能与入射光的频率成正比,而与入、 射光强度无关:
Emax=(1/2)mυ2max=hν- hν0 =hν- W
Emax:光电子的最大初动能。 h: 普朗克常数。 ν0: 产生光电发射的极限频率,频率阈值。 W: 金属电子的逸出功(从材料表面逸出时所需的 最低 能量),单位eV,与材料有关的常数, 也称功函数。
光辐射
物体
体内电子吸收光量子后逸出
阴极发射电子(第一种方式)
(2)光电子发射(光电阴极)
光辐射
物体
体内电子吸收光量子后逸出
半导体光电子主要发射分三类: 本征发射:价带电子导带电子 hν>EC-EV
杂质发射:杂质能级电子导带电子
hν>ΔEg
忽略不计
自由载流子发射:自由载流子导带电子 半导体光电子主要发射分三步:
a.量子效率高 b. 光谱响应率均匀,且光谱响应延伸到红外 c. 热电子发射小 d. 光电子的能量集中
负电子亲和势材料结构、原理
以Si-Cs2O光电阴极为例 重掺杂的P型硅表 面涂极薄的金属Cs, 经过处理形成N型 的Cs2O。
P型Si的电子亲和势:
N型Cs2O电子亲和势:
EA1=E0-EC1>0
λ/nm
光电阴极中有一些电子的热能有可能大于光电 阴极逸出功,因而可产生热电子发射。 室温下典型光电阴极 每秒每平方厘米发射 的热电子相当于
l0-16 ~10-17A/cm2的电流密度
(二).光电阴极的分类 光电阴极一般分为:透射型与反射型两种。
光 阳极 A
阴极 K 光 反射型 透射型
不透明阴极通常 较厚,光照射到阴极 上,光电子从同一面 发射出来,所以不透 明光电阴极又称为反 射型阴极
根据定义:量子效率和光谱灵敏度之间的关系为:
I ( ) / q S ( )hc S ( ) 1240 ( ) e ( ) / h q
式中,λ单位为nm; S(λ)为光谱灵敏度,单位为A/W。
3.光谱响应曲线
为什么会有峰值?
光电阴极的光谱灵敏度与入射光波长的关系 S(λ) 曲线,称为光谱响应曲线。 4.暗电流
金属或半导体受光照时,如果入射的光子能量hν足够 大,它和物质中的电子相互作用,使电子从材料表面逸出 的现象,也称为外光电效应。它是真空光电器件光电阴极 的物理基础。
光电发射第一定律——斯托列托夫定律
当照射到光阴极上的入射光频率或频谱 成分不变时,饱和光电流(即单位时间内发 射的光电子数目)与入射光强度成正比:
(命 寿1014~ 1012 s) ( 109~ 108 s)
NEA量子效率比常规发射体高得多!
2. 负电子亲和势阴极
NEA的优点:量子效率比常规发射体高得多
1、量子效率高 2、阈值波长延伸到红外区 3、由于“冷”电子发射,能量分 散小,在成象器件中分辨率极高
知识回顾
1. 阴极,使阴极发射电子的方式?
电子器件中发射电子的一极(电子源)
知识回顾
1. 阴极,使阴极发射电子的方式? 2. 光电阴极
能够产生光电发射效应的物体称为光电发射体 (1) Ag-O-Cs:可见和近红外响应, 0.42% (2)单碱锑化合物(PEA):紫外和可见光区,20%-30% (3)多碱锑化合物(PEA):紫外和可见光区+红外,20% (4)紫外光电阴极材料:日盲型,碲化铯,碘化铯C (5)负电子亲合能材料(NEA)
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