光电倍增管特性实验
光电倍增管
附录二光电倍增管K——光阴极；F——聚焦极；D1～D10——打拿极；A——阳极。
光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测器，它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳极组成，并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器在阴极──打拿极(又称“倍增极”)──阳极之间建立一个电位分布。
光辐射照射到阴极时，由于光电效应，阴极发射电子，把微弱的光输入转换成光电子；这些光电子受到各电极间电场的加速和聚焦，光电子在电子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极，产生二次电子，由于二次发射系数大于1，电子数得到倍增。
以后，电子再经倍增系统逐级倍增，阳极收集倍增后的电子流并输出光电流信号，在负载电阻上以电压信号的形式输出。
根据打拿极的几何形状和排列方式，光电倍增管分为聚焦型(环状、直线)和非聚焦型(百叶窗式、盒栅式)。
本装置采用百叶窗式光电倍增管，过去采用GDB44F 型，现采用GDB43型。
其优点为脉冲幅度分辨率较好，适用闪烁能谱测量。
它的主要指标应该包括以下几方面：光电转换特性、电子倍增特性、噪声或暗电流、时间特性等；在此主要介绍光电转换特性和电子倍增特性。
1. 光电转换特性——光阴极的光谱响应和灵敏度光阴极是接收光子并放出光电子的电极，一般是在真空中把阴极材料蒸发在光学窗的内表面上，形成半透明的端窗阴极；光阴极材料的品种有数十种，但最常用的只是五、六种，如锑铯化合物等。
一般光电倍增管光阴极前的光学窗有两种：硼玻璃窗或石英窗，前者适用于可见光，后者可透过紫外光。
光阴极受到光照射后发射光电子的几率是波长的函数，称为光谱响应。
在长波端的响应极限主要由光阴极材料的性质决定，而短波端的响应主要受入射窗材料对光的吸收所限制。
了解光电倍增管的光谱响应特性有利于正确选择不同管子使之与闪烁体的发射光谱相匹配。
在实际应用中，光电转换特性通常使用另一个宏观定义，即一定通量F 的白光照射阴极所能获得的光电子流（i k ）称为光阴极光照灵敏度：k k i S F= （1） 其中i k 单位为微安；F 为光通量，单位为“流明”(lm)。
光电倍增管特性和参数的测试(精)
三、实验装置
实验装置如图3。
测试室
倍增管
光源室 白炽灯
检流计 倍增管电源
图3 测试原理图
白炽灯电源
本实验选用GB787-74型光电倍增管，其管 脚和名称见下图。
光电倍增管特性和参数的 测试
一、实验目的
1. 了解光电倍增管的基本特性。 2. 学习光电倍增管基本参数的测量方法。 3. 学会正确使用光电倍增管。
二、实验原理
1. 工作原理
光电倍增管是由半透明的光电发射阴极、倍增极和阳 极所组成的，由图1所示。
a) 侧窗式
b) 端窗式
c) 原理示意图
图1 光电倍增管外形与结果原理示意图
Байду номын сангаас
3. 光电倍增管的特性和参数
① 阴极光照灵敏度
阴极光照灵敏度定义为光电阴极的光电流IK除以入
射光通量φ所得的商：
SK
IK
( A
Lm )
国际照明委员会的标准光照相应于分布温度为
2859K的绝对黑体的辐射。
② 阳极光照灵敏度
阳极光照灵敏度定义为阳极输出电流IA除以入射光
通量φ所得的商：
SA
IA
( A
Im)
当入射光子照射到半透明的光电阴极K上时，将发射出光 电子，被第一倍增极D1与阴极K之间的电场所聚焦并加速 后与倍增极D2碰撞，一个光电子从D1撞击出3个以上的新电 子，这种新电子叫做二次电子。这些二次电子又被D1～D2 之间的电场所加速，打到第二个倍增极D2上。并从D2上撞 击出更多的新的二次电子。如此继续下去，使电子流迅速 倍增。最后被阳极A收集。收集的阳极电子流比阴极发射 的电子流一般大105～104倍。这就是真空光电倍增管的电 子内倍增原理。
光电倍增管特性综合测试实验
专家评审意见
认证专家签名（至少3人）：
学院意见
院长签名学院盖章
论证情况：
综合性实验涉及的知识面较广，重点要求学生掌握实验原理。学生书写实验报告时，原理要阐述清楚，原理部分和实验的精度是实验报告的重点部分。电倍增管是高灵敏度的光电转换器件,管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个倍增电极,可用来检测微弱光信号,光电倍增管可以探测到紫外、可见和近红外区的辐射能，光电倍增管高灵敏度和低噪声的特点使它在光测量方面获得广泛应用，光电倍增管还有快速响应、低本底、大面积阴极等特点。实验要求学生掌握光电倍增管结构以及工作原理,掌握光电倍增管基本特性,掌握光电倍增管基本参数的测量方法,了解光电倍增管的应用。实验涉及光学度量、光电转换和光电探测等知识，知识面较广，通过实验数据测量和实验曲线的绘制，锻炼了学生实验动手操作能力和数据处理能力，进一步促进学生将课本理论知识与实验结合起来，培养学生科学严谨的科学研究态度，属于综合性实验。
安徽科技学院综合性、设计性实验项目认证表
实验项目名称
光电倍增管特性综合测试实验
实验计划学时
3
所属课程名称
光电器件与技术
项目申报负责人
王玉莲
所属学院
理学院Hale Waihona Puke 开设时间2010.7
项目内容及可行性论证
项目内容：
1、光电倍增管阴极光电特性测试实验2、光电倍增管阳极光电特性测试实验3、光电倍增管阴极伏安特性测试实验4、光电倍增管阳极伏安特性测试实验、5、光电倍增管光谱特性测试实验
电子束光电器件：光电倍增管信号处理电路的设计与实现
电子束光电器件：光电倍增管信号处理电路的设计与实现光电倍增管是一种常见且重要的光电器件，广泛应用于科研、医疗、工业等领域。
它具有高增益、快速响应、低噪声等优点，能够将入射的光电信号放大到较大的幅度，从而提高信号的强度，并增强了信号的可靠性和稳定性。
然而，光电倍增管的输出信号幅度较小，因此需要设计和实现一个高质量的信号处理电路，以进一步提高信号处理的性能和精度。
本文将针对光电倍增管信号处理电路的设计与实现进行讨论，内容包括电路设计的基本原理、关键技术和实验结果等。
一、光电倍增管信号处理电路设计原理1. 信号放大阶段光电倍增管的输出信号通常是微弱的脉冲信号，需要进行放大才能用于后续的信号处理。
常用的放大电路包括运放放大器电路和离散放大器电路。
运放放大器电路具有高增益、低噪声和稳定性好等优点，适用于对信号进行较高增益的放大。
离散放大器电路采用晶体管、场效应管等离散器件进行放大，具有较高的输出功率和频率范围，适用于对信号进行较大幅度的放大。
2. 滤波阶段光电倍增管输出信号中可能包含一些杂散噪声和干扰，需要进行滤波处理。
滤波电路可以采用低通滤波器、带通滤波器等形式，以滤除高频噪声和保留感兴趣的频率成分。
3. 去闪光脉冲处理光电倍增管在工作过程中可能会受到闪光干扰，导致输出信号出现闪光脉冲。
为了去除这些干扰信号，需要采用合适的闪光脉冲处理电路，例如使用时间延迟电路和差分电路等方法来抑制闪光脉冲的干扰。
4. 增益控制和放大调节为了适应不同信号强度的输入和输出要求，光电倍增管信号处理电路通常需要具备增益控制和放大调节功能。
这可以通过调节放大器电路的增益系数和电压源来实现。
二、光电倍增管信号处理电路关键技术1. 优化放大器电路设计在设计放大器电路时，需要考虑增益、带宽、噪声等指标。
可以根据实际需求选择合适的运放器件和电路拓扑结构，以达到最佳的性能。
2. 合理选择滤波器类型和参数滤波器的选择和参数设置直接影响信号处理的效果。
真空紫外光电倍增管测试技术研究
３ ３
的辐射强 度高 ， 向性 好 ， 高 度 偏 振 的特 性 ， 方 有 其光 谱 特性 可 精 确 的 计 算 得 到 。合 肥 国 家 同 步 辐 射 室 ８ ０ Ｖ 电子储存 环是理 想 的真 空紫外 一软 ｘ射 线 ０ Ｍｅ
示 。前 置 超 环 面 镜 距 光 源 点 ７ ３ 水 平 接 收 角 ．ｍ， ５ ａ， 直 接 收 角 １５ ａ 。 同步 辐 射 入 射 角 为 ｍｒｄ 垂 ．ｍｒｄ ８ 。根 据工 作波 段表 面镀 金 。 ６，
辐射 国家标 准 由红外一 可见一 紫 外波 段延 伸到软 ｘ 射线 一真 空 紫 外 波 段 ， 补 国 家 计 量 的 一 个 空 白。 填 同时 ， 可以参 加该 波段光 谱辐 射标 准 的国际 比对 ， 将 为 我 国光 谱辐 射标 准的 国际接 轨奠 定基 础。
连接到 检流 计上 ， 这样 就 完成 了将 真 空紫 外 光信 号 转化 为 电信号的 全部工 作。 目前 美 国先 锋公 司有 一 种仪器上 所 用的光 电倍 增 管 可检测 远 达 ３ｎ 的真 Ｏｔ ｏ 空紫外光 ， 也就 是通过 上述工 作原 理实现 的。
还没 有能够 透过该 波 长 的光 窗材 料 ， 当前透 紫外 线
在 我 国， 中科 院长春 光机 所， 国家计 量研 究院 和
国家 同步 辐射 实验 室在 辐射计 量方 面 已率 先做 了一 些工 作 ， 合肥 中科大 国家 同步 辐射 实验室 ， 同步 辐射
性能最好 的材 料为 氟 化镁 材 料 ， 能够 透过 ｌ５ ｍ 只 ｌｎ 紫外光 ， 将 一些 化学 试剂 如 水 杨酸 钠 或 四苯 基 丁 但 二稀涂抹 在玻 璃平板 上， 将 ３ ～２０ ｍ 的真 空 紫 可 ０ ０ｎ
光电倍增管使用特性
最好仔细阅读后下载，感谢您的使用！ 1 / 36光电倍增管简介及使用特性我们做化学发光的仪器检测部分都是用光电倍增管来检测我们化学反应所发出的微弱的光信号，我在这里给大家介绍一下光电倍增管的一些参数，仅供大家参考。
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。
下面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。
2 / 36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。
光电倍增管主要特性(精)
光电倍增管的主要特性
（1）倍增系数M
◆倍增系数M 等于各倍增电极的二次电子发射电子 的乘积。
如果n 个倍增电极的 都一样，则M = ，因此，阳极电流I 为：
◆ M 与所加电压有关，一般在 之间。
如果电压有波动，倍增系数也
要波动。
一般阳极和阴极的电压为1000V ～2500V ，两个相邻的倍增电极的电压差为50V ～ 100V 。
（2）阴极灵敏度和总灵敏度
一个光子在阴极上能够打出的平均电子数叫做光电阴极的灵敏度。
一个光子在阳极上产生的平均电子数叫做光电倍增管的总灵敏度。
光电倍增管的放大倍数或总灵敏度如图所示。
极间电压越高，灵敏度越高；但极间电压也不能太高，太高反而会使阳极电流不稳。
另外，由于光电倍增管的灵敏度很高，所以不能受强光照 射，否则将会损坏。
光电倍增管的特性曲线
（3）光谱特性
光电倍增管的光谱特性与相同材料光电管的光谱特性很相似。
对各种不同波长区域的光，应选用不同材料的光电阴极。
光谱特性
（4）暗电流及本底电流
◆当管子不受光照，但极间加入电压时在阳极上会收集到电子，这时的电流称为暗电流。
◆如果光电倍增管与闪烁体放在一起，在完全避光情况下，出现的电流称本底电流，其值大于暗电流。
增加的部分是宇宙射线对闪烁体的照射而使其激发，被激发的闪烁体照射在光电倍增管上而造成的。
本底电流具有脉冲形式，因此也成为本底脉冲。
n i I i δ=581010i δn i δi δ。
光电检测试验报告PMT
光电检测实验报告实验名称：光电倍增管特性测试实验实验者：实验班级：光电10305班实验时间：2011年4月27日指导老师：宋老师1、掌握光电倍增管结构以及工作原理。
2、学习掌握光电倍增管基本特性。
3、学习掌握光电倍增管基本参数的测量方法。
4、了解光电倍增管的应用。
二、实验内容1、光电倍增管暗电流测试实验2、光电倍增管阴极灵敏度测试实验3、光电倍增管阳极灵敏度测试实验4、光电倍增管阴极光电特性测试实验三、实验仪器1、光电倍增管综合实验仪 1台2、光通路组件 1套3、光照度计 1台4、电源线 1根5、射频电缆线 2根6、100M 双踪示波器 1台7、三相电源线 1根8、彩排线 1根9、实验指导书 1本1、光电倍增管阴极灵敏度测试实验（1）将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连，将电流检测单元的电流输入与光电倍增管的信号输出使用屏蔽线连接起来，电路板上的高压输出与光电倍增管结构上的高压输入使用屏蔽线连接起来。
（注意：请不要将两根屏蔽接错，以免允烧坏实验仪器）（2）将“电流检测单元”上两刀三掷开关BM1拨到“电流测试”，“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态特性”，将拨位开关S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下，S1拨向上。
（3）将电路板上“光照度调节”电位器和“高压调节”电位器调到最小值，面板上的右下角开关拨到“阴极测试”，结构件上阴阳极切换开关拨至“阴极”（4）接通电源，打开电源开关，将照度计拨到20LX档。
此时，发光二极管D1（白光）发光，D2（红光），D3（橙光），D4（黄光），D5（绿光），D6（蓝光），D7（紫光）均不亮。
电流表显示“000”，高压电压表显示“000”，照度计显示“0.00”。
(由于光照度计精度较高，受各种条件影响，短时间内末位出现不回0现象属于正常现象)（注意：在测试阴极电流时，阴极电压调节请勿超过200V，以免烧坏光电倍增管）（5）缓慢调节“光照度调节”电位器，使照度计显示值为0.5LX，保持光照度不变，缓慢调节电压调节旋钮至电压表显示为80V ，记下此时电流表的显示值，该值即为光电倍增管在相应电压下时的阴极电流。
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光电倍增管特性实验【实验目的】1、熟悉光电倍增管的基本构成和工作原理，掌握光电倍增管参数的测量方法；2、掌握光电倍增管高压电源模块的使用方法；3、学习光电倍增管输出信号的检测和变换处理方法。
【基本原理】1．光电倍增管结构及工作原理光电倍增管是一种真空管，它由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。
电子倍增系统为使光电倍增管正常工作，光电倍增管中阴极（K）和阳极（A）之间分布有多个电子倍增极Dn。
如图2所示，在管外的阴极（K）和各个倍增极及阳极（A）引脚之间串联多个电阻Rn,由Rn形成的分压电阻使各个倍增极相对阴极而言加上了逐步升高的正电压，要在阴极（K）和阳极（A）之间加上500～3000V左右的高电压，目的是吸引并加速从阴极飞出的光电子，并使他们飞向阳极。
图1是流过分压器回路的电流，被叫做分压器电流，它和后面图1中回路电流Ib叙述的输出线性有很大的关系。
I可近似用工作电压V除以分压电阻之和的值来b表示。
光电倍增管的输出电流主要是来自于最后几级，为了在探测脉冲光时，不使阳极脉动电流引起极间电压发生大的变化，常在最后几级的分压电阻上并联电容。
图中和电阻并联的电容Cn-3、Cn-2、Cn-1、Cn就是因此而设计的。
本实验系统使用的电子倍增系统为环形聚焦型。
由光阴极发射出来的光电子被第一倍增极电压加速撞击到第一倍增极，以致发生二次电子发射，产生多于入射光电子数目的电子流。
这些二次电子发射的电子流又被下一个倍增极电压加速撞击到下一个倍增极，结果产生又一次的二次电子发射，连续地重复这一过程，直到最末倍增极的二次电子发射被阳极收集，光电子经过从第1极到最多19极的倍增电极系统，可获得10倍到108倍的电流倍增之后到达阳极。
这时可以观测到，光电倍增管的阴极产生的很小的光电子电流，已经被放大成较大的阳极输出电流。
通常在阳极回路要接入测量阳极电流的仪表，为了安全起见，一般使阳极通过RL接地，阴极接负高压。
总之，当入射光经过下述过程后，光电倍增管才能输出电流。
（1）入射光透过玻璃光窗；（2）激励光电阴极的电子向真空中放出光电子（外光电效应）；（3）光电子经聚焦极汇集到第一倍增极上，进行二次电子倍增后，相继经各倍增极发射二次电子；（4）由末级倍增极发射的二次电子经阳极输出。
2．光电倍增管的主要参量与特性（1）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3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。
对应于该光谱响应曲线，本实验系统采用中心波长在425nm的蓝光LED发光二极管做光源。
根据不同型号的光电倍增管的光谱响应特性，其中长波端的截止波长，对于双碱阴极和Ag-O-Cs阴极的光电倍增管定义为其灵敏度降至峰值灵敏度的1%点，多碱阴极则定义为峰值灵敏度的0.1%。
对于每一支光电倍增管来讲，真实的数据可能会略有差异。
图2（2）灵敏度由于测量光电倍增管的光谱响应特性需要精密测试系统和很长的时间，且提供每一支光电倍增管的光谱响应特性不现实，所以一般用光照灵敏度来评价光电倍增管的灵敏度。
阳极光照灵敏度表示的是对光电面上入射一定光束时，阳极输出电流的大小。
即对应于1流明光的输出电流称之为光照灵敏度，用SA表示；单位为A/LM（安培/流明）。
光照灵敏度有表示阴极特性的阴极灵敏度和表示光电倍增管整体特性阳极灵敏度两种。
本测试仪系统如图3所示那样，光源用标定的蓝色发光LED管，并且加上减光片装置（有时在光源和光电倍增管之间使用视觉灵敏度补正滤光片，但是通常不用），电流计接在阳极回路，给各电极加上典型的电压分配，以使光通量保持在10-10—10-5流明。
如果测量SA越大，表明光电倍增管探测微弱光信号本领越强。
图3（3）光电特性光电倍增管的阳极输出电流与入射于光电阴极的光通量之间的函数关系，称为倍增管的光电特性。
一般光电倍增管的光电特性曲线线性（直线性）是很好的。
也就是说具有宽的动态范围。
但是在接收较强的光入射时，会产生偏离理想线性的情况。
其主要原因是阳极的线性特性影响。
具有透过型的光电阴极的光电倍增管，工作在低电压、大电流场合，也可能出现阴极线性特性的影响。
阴极、阳极两者的线性特性在工作电压一定时，与入射光波长无关，而取决于电流值大小。
因此对于模拟量测量，必须选取能保证阳极电流与光照在大范围内保持线性关系的那些型号的光电倍增管（工程上一般取特性偏离于直线3%作为线性区的界限）。
（4）伏安特性光电倍增管的伏安特性是指在改变阳极—阴极间的工作电压时，从而引起阳极输出电流的变化。
光电倍增管的输出电流对工作电压非常敏感，因此必须使用高稳定性的高压电源。
本测试仪采用的高压电源的漂移、纹波、温度变化、输出变化、负载变化等的综合稳定度优于该光电倍增管稳定度1个数量级，并连续可调。
（5）阳极暗电流光电倍增管在完全黑暗的环境中仍会有微小的电流输出，这个微小的电流叫做阳极暗电流。
作为微小电流、微弱光使用的光电倍增管，希望暗电流尽可能小。
阳极暗电流是决定光电倍增管对微弱光信号的检出能力的重要因素，其产生的主要原因有以下几种：①由光电表面及倍增极表面的热电子发射引起的电流；②管内阳极和其它电极之间，以及芯柱阳极管脚和其它管脚之间的漏电电流；③因玻璃及电极支持材料发光产生的光电流；④场致发射电流；⑤因残留气体电离产生的电流（离子反射）；⑥因宇宙射线、玻璃中的放射性同位素发出放射线、环境γ射线等导致玻璃发光引起的噪声电流。
阳极暗电流也受阳极电压的影响，随着工作电压增加而增加，但增加率并非一样。
（6）电流放大（增益）由一个具有初速能量E的一次电子，从倍增极发射出δ个二次电子（称δP为二次发射系数），在低噪声的条件下得到倍增，从而达到了电流放大的作用。
电流增益就是光电倍增管的阳极输出电流与阴极光电子电流的比值。
在理想情况下，具有n个倍增极，每个倍增极的平均二次电子发射率为δ的光电倍增管的电流增益为δn。
二次电子发射率δ由下式给出：δ=A·Eα这里的A为一常数，E为极间电压，α为一由倍增极材料及其几何结构决定的系数，α的数值一般介于0.7和0.8之间。
在具有n个倍增极的光电倍增管，其电流增益μ即可表示为：μ = Ia / Ik = Sa / Sk 或μ = δn3．光电倍增管的使用及连接回路（1）光电倍增管输出的电流、电压转换①负载电阻进行电流、电压转换光电倍增管输出是一个电流信号，而与其相连的后续电路，一般是基于电压信号而设计的，因此，常用一个负载电阻来完成电流-电压的转换。
由于光电倍增管小电流输出时可看成一个具有很高特性阻抗的理想恒流源，为此，理论上负载电阻可以选取任意大的阻值，实现从一个很小的电流信号得到一个很大的电压信号。
但实际上，较大的负载电阻会导致频率响应和输出线性的恶化。
图4 光电倍增管的输出回路如图4中，考虑到上述因素，本测试仪采用温度系数小的金属膜无电感负载电阻，并选取适当阻值的电阻来完成光电倍增管特性的测试。
②运算放大器电流-电压转换使用运算放大器进行电流-电压转换的电路，在和数字电压表组合起来用时，就不需要使用昂贵的微小电流计，也可精确测试光电倍增管的输出电流。
图5 用运算放大器的电流、电压变换回路用运算放大器进行电流-电压转换的基本电路如图6所示，因为运算放大器的输入阻抗非常高，光电倍增管的输出电流不能在图5中的A点流入运算放大器的反相端子（-）。
因此，绝大部分的电流流经反馈电阻Rf，然后流出前置放大器的输出端。
一般运算放大器有非常高的放大倍数为105，通常保持在反相输入端子（A点）的电位与同相输入端子（B点）的电位（接地电位）相同下工作（把这称作并接地或假接地）。
所以运算放大器输出电压和Rf 两端发生的电压V相同，理论上，可以得到开路放大倍数倒数大小的高精度，实现电流-电压变换。
这种情况下，输出电压V可用下面的公式来计算：V 0= -IP×Rf限制输出电压V0的因素主要有：光电倍增管的阳极电流IP、反馈电阻Rf的大小以及运算放大器的工作电压等。
③光电倍增管的快速输出回路在检测具有快速上升、下降时间的脉冲光时，通常使用具有50欧姆阻抗的同轴电缆连接光电倍增管和后接回路。
为了传送信号输出波形不失真，如图7那样，输出端子用和同轴电缆特性阻抗相同的纯电阻作为终端。
由此，从光电倍增管看的特性阻抗与电缆长度无关，观测波形的失真可减轻。
但是，特别在使用MCP内藏型光电倍增管等观测超高速现象的场合，电缆如果过长，由于同轴电缆自身的信号损失，需要注意信号波形的失真。
如在输出端阻抗特性不匹配时，从光电倍增管看的阻抗特性因频率数而异的，并且，该值还受同轴电缆长度的影响，因而可能产生输出失真。
这种不匹配，不仅因同轴电缆和终端电阻，而且由于使用的接线端子本身或因同轴电缆的末端处理而引起的可能性也存在。
所以必须特别注意选择接线端子和同轴电缆与光电倍增管的连接。
同轴电缆与接线端子的连接都不要有阻抗特性的不连续点。
【实验仪器】本光电倍增管特性及微弱光信号测试仪系统，它包括下列3部分：①主机控制箱：高压调节驱动模块（高压模块的使用可参考仪器使用说明书）、各种负载电阻、电流/电压变化模块、光源光强调节装置、信号频率调节装置等；②屏蔽暗室：侧窗式光电倍增管、功率可调光源部件、滤光片、减光装置等；③附件：检流计（选用）；选购件：电流表、数字万用表、示波器；实验报告与要求1、作出阳极电压一定条件下输出阳极电流与光强之间的关系曲线（光电特性）；2、作出光强一定条件下输出阳极电流与阳极电压之间的关系曲线（伏安特性）；3、作出负载电阻大小和输出电压的关系曲线，并分析负载电阻的大小对信号探测的影响；4、分析相同条件下直接负载输出和运用运算放大器输出的曲线关系；5、测量光电倍增管的阳极灵敏度；6、测量光电倍增管的暗电流（选做）。
【注意事项】1、光电倍增管对光的响应度很高，因此在没有完全隔离外界干扰光的情况下切勿对光电倍增管施加工作电压，否则会导致管内倍增极的损坏；2、即使光电倍增管处在非工作状态，也要尽可能减少光阴极和倍增极的不必要的曝光，以免对光电倍增管造成不良影响；3、光电阴极的端面是一块很光亮的玻璃片，要妥善保护；4、使用时必须预先在暗处避光一段时间，要保持清洁干燥，同时要满足规定的环境条件，切勿超过规定的电压最大值；5、在有磁场影响的环境，应该用高导磁金属进行磁屏蔽。