濱松講堂您當前的位置:首頁 > 服務與支持 > 濱松講堂

光電倍增管基礎篇之五:PMT特性

發布時間:2018-05-14 編輯:姬廣翔


隨著光電倍增管(PMT)的應用領域不斷拓展,對PMT提出的要求越來越嚴格。這就需要有大量的參數來表征它的特有性能。一種類型的PMT不可能對任何應用都發揮其最佳的工作狀態。因此,了解PMT的特性,才能更準確的選擇適合其應用的產品型號。







1、基本性能

PMT而言,光譜響應范圍、陰陽極靈敏度、暗電流(噪聲)等均屬于光電倍增管的基本性能。光譜響應范圍可以理解為PMT能夠探測到光信號波長的量程。例如:日盲型光電倍增管可以探測紫外波段的光信號,雙堿光電倍增管可以探測可見光波段的光信號,多堿光電倍增管可以探測紅外波段甚至更寬范圍的光信號。【更多介紹詳見光電倍增管基礎篇之三:基本選型方法】



1 光譜響應范圍


光照靈敏度是反映光電倍增管在某個特定光源及高壓下,對光信號靈敏程度的特性。陰極靈敏度表征光電面將光信號轉換成光電子能力的強弱;陽極靈敏度則體現經過倍增后的光電子,到達陽極時輸出信號能力的強弱。陽極靈敏度與陰極靈敏度之比即為光電倍增管的放大倍數(亦稱:增益)。

暗電流是指在沒有光入射的情況下,PMT輸出的電流值。一般暗電流(噪聲)的大小除了與產品本身有關,更與PMT使用過程中的溫濕度、高壓、避光情況密不可分。

因此對每支光電倍增管而言,靈敏度、增益、暗電流都與PMT的工作電壓有關。


2、時間特性

光電倍增管是具有非??焖贂r間響應的光電探測器件。時間特性主要由PMT倍增結構決定。同時也和工作電壓有關。如果提高供電高壓使電場強度增強,電子飛行速度加快,也可以達到縮短PMT時間響應的效果。

通常用上升時間、渡越時間、渡越時間分散三個指標來表征PMT的時間特性。

上升時間是輸出脈沖高度值從10%達到90%的時間;

? 渡越時間是從入射光入射到光陰極面起,到輸出脈沖出現為止的時間;

? 渡越時間分散是指照射光陰極面時的所有單個光電子脈沖渡越時間的起伏。




圖2 電子渡越時間


3、均勻性

光電倍增管的靈敏度會隨著光電陰極的受照位置而變化。通常用陰極均勻性表征光電面感度的不一致性。在應用過程中無論采用點光源或是面光源,通常都會將光信號聚焦在光電面的幾何中心上。一般來說,端窗型PMT的均勻性要優于側窗型PMT。



圖3 均勻性


4、能量分辨率

在閃爍計數法應用中,能量分辨率是表征PMT分辨不同能量峰的本領。能量分辨率可以近似理解為分辨能力的最小精度。能量分辨率越小,分辨不同能量峰的本領越強。



圖4 能量分辨率

注:能量分辨率是峰的半高寬a與峰值幅度b之比,用百分數表示。


影響能量分辨率的因素不僅與光電倍增管光陰極面的收集效率和量子效率有關,還與閃爍體的發光效率、固有分辨率息息相關。因此在提及PMT能量分辨率的時候,一定要明確配合測試的閃爍體及射線源類型。


5、穩定性及壽命

把光電倍增管隨時間的輸出變化特性稱為漂移特性或壽命特性。這種變化因受到電壓、電流、溫度等直接影響而變壞的現象稱為疲勞。

穩定性也可以理解為PMT短時間變化特性,即工作狀態下輸出的穩定程度。通常情況,光電倍增管在工作狀態下30分鐘后可以得到較穩定的信號輸出。因此對穩定性要求比較高的應用或對比測試數據時,“30分鐘預熱”就十分有必要。

Tips:如果在短時間斷電后,需要PMT繼續工作,無需再次預熱。



圖5 CR332穩定性測試數據示例


把PMT經過103~104小時以上長時間的輸出變化特性叫做壽命特性。PMT的使用壽命與探測光光強、高壓有直接關系。根據長期連續的測試數據得出,在極限使用條件下(環境溫度:25℃,工作電壓1000V,陽極輸出電流為100μA),常規PMT使用壽命超過1000小時。如果實際應用過程中,輸出電流遠小于100μA,或者并不是連續長時間工作,可大大延長PMT的使用壽命。



圖6 長時間變化特性(壽命)


世界上沒有兩片相同的樹葉,也沒有兩支性能完全相同的光電倍增管。因此深入了解光電倍增管的工作原理以及性能,才能將其“個性”變為“共性”。


友情鏈接:  Hamamatsu Photonics K.K.    Hamamatsu Photonics (China) Co.,Ltd.

Copyright: 北京濱松光子技術股份有限公司.     產品:  0316-5970168/166/165    其他:  010-63706370    E-mail:[email protected]

Beijing ICP 01020304 技術支持: 35.com

育肥羊和牛哪个赚钱 中原风采22最新开奖号 浙江体彩6十1特等奖保底多少 股票行情软件大全 红牛快3玩法必中技巧 配资公司怎么赚钱 黑龙江省11选5真准网 时时彩软件计划害死人 广东11选5平台 湖南快乐十分开奖图表手机版 5分福彩快3开奖结果