光电倍增管特性及应用

文章以光电子发射效应、二次电子发射和电子光学理论为基础介绍了光电倍增管的原理、特性和应用。在基本特性方面从灵敏度和光谱响应度、输出信号等方面对光电倍增管进行阐述 ,又结合使用特性在现代科技发展领域的应用发展方面作了介绍 ,最后对光电倍增管的发展前景作了展望     

光电倍增管光谱响应特性测试方法的研究

本文提出了一种用测量光电倍增管(以下简称PMT)相对阳极光谱响应特性(Spe--ctral Response Characteristic—以下简称SRC)来代替测量其绝对阴极SRC 的方法;简单介绍了作者研制的测试仪器,并给出了应用实例。文中对影响测试精度的主要因素、入射辐射通量的选择和PMT 高压的选择等有关问题进行了讨论。     

基于SIPM的旋光色散波长测量方法

提出了一种利用旋光色散进行波长测量的方法。采用高灵敏度的硅光电倍增管(SIPM)探测线偏振光通过旋光物质和无旋光物质时的输出光强随步进电机旋转而发生的变化,由此测出旋光物质的比旋光度,从而根据比旋光度的色散特征方程求出对应光源波长。大量实验证明,该波长测量装置的精度为1nm,标准差为0.06nm,该波长检测方法具有良好的可行性与稳定性,并且该测量装置具有结构简单、易于调节等特点。     

光电倍增管的磁散焦透镜——稀土钴永磁体的一种新应用

一、引言在使用光电倍增管(PMT)作弱光测量时,尤其在近红外区域内,S1型(银氧铯)阴极量子效率比较低,系统的信噪比主要取决于光电倍增管的暗电流大小。目前广泛采用致冷技术[1],减少光阴极和打拿极的热电子发射,以压低暗电流。Farks和Varga[2]首先提     

硅光电探测器的发展与应用

半导体光电探测器由于体积小、灵敏度商、响应速度快、易于集成,是最理想的光电探测器,典型的包括PIN光电二极管、雪崩二极管以及硅光电倍增管.论述了它们的工作原理,以及在光纤通信、传感系统、高能物理、核医学等领域的广泛应用.     

大型光电倍增管

美国瓦里安(Varian)联合企业公司最近研制出一种新系列的光电倍增管产品,其光电阴极由砷化镓组成,直径达188mm。因而,其阴极面积为目前所常见的光电倍增管的九倍。这种新系列光电倍增管型号为VPM-192M,与同种用途的其他光电倍增管相比,它有三倍于后者的光灵敏度和二倍以上的峰值量子灵敏度。从而,它可以取代现有的的玻璃管封装式光电倍增管,可用于分析仪器、天文仪器和辐射测量等仪器中。该器件增益为10~4至10~6,最高可达10~7。脉冲频率范围可从0至30MHz,脉冲上升和下降时间(按10％至90％计算)为10nS或20nS。     

多层复杂结构GaAs基光电阴极的光学性能和量子效率

为了更好地了解这两种结构对光电发射性能的影响,设计和生长了两种结构的光电阴极样品,对其光电发射性能进行比较,并利用薄膜光学的矩阵法推导的光学性能公式以及通过求解一维连续性方程推导的量子效率模型,对比研究了光电阴极发射层、缓冲层厚度变化以及AlxGa1-xAs缓冲层中Al组分变化对两种结构光电阴极光学性能和量子效率的影响。这两种结构对光电发射性能的影响机理并不相同,因此作用效果也大不一样。渐变带隙结构的光电阴极通过引入内建电场和减少界面复合从而提升光电发射性能,而DBR结构则通过形成法布里-罗伯共振腔,使得特定波长的入射光在共振腔内来回反射进而被多次吸收,从而加强光电发射。激活实验结果表明,DBR结构样品的发射效率与渐变带隙结构相比具有明显优势,尤其是在755,808和880 nm处有更高的发射效率峰值,可分别提升37.5%,38.9%和47.0%。最后利用模型拟合了量子效率曲线,验证了光学性能参量对复杂结构光电阴极的重要影响及理论模型的合理性。     

基于SiPM的高灵敏度大响应范围的弱光探测系统

为了满足在极低和较高光功率范围内对光信号的探测,提出了基于硅光电倍增管(SiPM)的弱光检测系统,该系统包含自动调节偏压电路、电流-电压转换电路、小信号放大电路和滤波电路。测量不同偏压下SiPM的输出与入射光信号之间的关系,实验结果显示,偏压对SiPM的输出有很大影响,不同偏压下,SiPM的探测能力和探测范围都不相同。此外,该系统对25 pW到1.75μW的光信号都有响应,能在极低和较高光功率范围内对光信号进行连续探测。     

AFS-230E原子荧光光度计无荧光信号显示故障排除一例

原子荧光光度计无荧光信号输出,在检查试剂及进样流路、气路系统正常的情况下,应重点检查光电倍增管和相关的附属电路.本文介绍由于光电倍增管打拿极电阻断路导致的此类故障及排除.     

光电倍增管的特性,结构及选取考虑

光电倍增管（ＰＭＴ）的独特优点，尤其是它极高的光探测灵敏度、低噪声和大的光敏区面积，使它作为高技术的测量设备中的首选光传感器，近年来得到了快速发展和广泛的应用，本文在简要地介绍了ＰＭＴ特性及工作原理的基础上，从如何选择和应用ＰＭＴ的角度，论述了几种新型ＰＭＴ打拿极结构与它们的应用领域，对ＰＭＴ光阴极类型、位置敏感ＰＭＴ以及ＰＭＴ的某些重要参数也进行了探讨。     

光电信息检测技术实验工作平台的研制

以光电倍增管特性参数的测试实验为依据,从实验原理,实验所用电路设备的设计、制作以及虚拟仪器在实验中的应用三方面着手,探讨了《光电信息检测技术》课程相配套的实验工作平台搭建问题。     

SIPM在脉冲光检测系统中的应用研究

为了实现硅光电倍增管(silicon photomultiplier,SIPM)对超出光子计数极限的微弱脉冲光信号的测量,建立了基于SIPM积分工作模式的脉冲光检测系统。测试了SIPM在同一光信号照射下,偏置电压与增益以及信噪比之间的关系,并测试了同一增益条件下,SIPM对不同光信号的响应特性。结果表明:SIPM在积分工作模式下,其增益可以达到104以上,并随着偏置电压的增加而指数增长;其信噪比也随着电压的增加而增加,在光强比较微弱的情况下,SIPM对光强是线性响应的。所设计的系统可以在一定程度上替代光电倍增管进行微弱脉冲光信号的测量。     

测色仪中光电倍增管的电源设计

光电倍增管对电压的稳定性要求比较高。论述了电源设计的三种方案并详细地论述了采用 SG35 2 4脉宽调制器的方案 ,最后给出了由 SG35 2 4构成的电路原理图并得出了实验调试的结果     

基于SiPM的阵列式X射线背散探测器设计

阵列式探测器是背散射成像设备能够小型化的关键。受限于光电转换器件的灵敏度和转换效率等因素,阵列式探测器设计一直进展缓慢。本文提出使用硅光电倍增管(SiPM)作为核心部件,并从准直器、闪烁晶体和光电转换元件进行阵列背散射探测器设计的新思路。利用X射线特征谱线建立仿真模型,确定闪烁体CSI厚度为1 mm;准直器设计为栅格状,栅格高度4 cm,间隔为6 mm;SiPM尺寸相应为6 mm×6 mm。根据设计结果完成了探测器单个组件的加工,通过实际实验验证设计结果,实验证明合理设计的SiPM可以满足本应用长时、低光照强度以及被探测物体的厚度变化范围较大的要求。     

基于SiPM的线阵式X射线背散射探测器设计与性能评估

为了实现现场快速安全检查过程中敏感物质的细分,探讨了一种通过X射线背散射信号求取物质密度的方法,并完成了实现该方法的核心部件——一种基于硅光电倍增管（SiPM）的的线阵式闪烁体探测器的设计和功能验证。该探测器具有能量分辨的能力,能够分析不同物质在不同能量下的散射衰减。在环境温度-10℃～50℃条件下,该探测器输出的脉冲幅值稳定,能量分辨率在221%～257%变化（室温条件时能量分辨率为236%@595 KeV）。其线阵的结构为实现散射与透视图像空间上的一一对应,进而实现散射信息与透视信息的融合打下了基础。不同材料的散射能谱测量结果表明,该探测器所探测的能量曲线能够反映物质的密度特性,验证了其用于散射能谱探测以实现物质分类的可行性,在现场查缉装备的智能识别方面极具应用前景。     

光电倍增管（PMT）的有源偏置电路

简要介绍了光电倍增管(PMT)的基本工作原理,分析了PMT的无源电压偏置电路的缺点,重点论述了PMT的有源电压偏置电路的原理与实现.     

基于光电检测技术的急性毒性测定装置

给出了通过光电倍增管测定暗室中样品溶液发光细菌的发光强度,经A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,传送给以AT89C52单片机为核心的控制电路中,并采用液晶显示模块实时显示发光细菌相对发光度和急性毒性级别的测定装置的设计方案。该方案将发光细菌法与光电检测技术结合起来,实现了对急性毒性快速、灵敏、简便的测定。     

基于等离激元热电子效应的光电晶体管制备及其特性

为了解决典型宽禁带半导体光电探测器件的工作波段限制材料禁带宽度的问题,对基于表面等离激元热电子效应的光电晶体管进行了制备和光电性能研究,提出一种采用重掺杂的硅片作为背栅极、二氧化硅(SiO_2)氧化层作为绝缘层,且能利用等离激元热电子效应的光电晶体管,有望实现响应光谱的调控。利用热退火方法在绝缘层表面修饰金纳米颗粒,并结合射频溅射、物理掩模和真空热蒸镀的方法实现了热电子效应铟镓锌氧化物(IGZO)光电晶体管。器件的光学和电学性能测试结果表明:修饰金纳米颗粒的光电晶体管在658nm红光入射下产生明显的光电响应,外加90V栅极偏压时,光电流提升约为2.2倍。金纳米颗粒修饰的等离激元热电子结构有效调控了该型晶体管的响应光谱范围,不受材料禁带宽度的限制,而且晶体管的背栅调控进一步放大光电流,提高了器件的量子效率。     

基于ATP生物化学发光法微生物含量检测仪

本文介绍了一种基于三磷酸腺甙（adenosine triphosphate，ATP）生物发光技术测定液体试样中微生物含量的食品卫生检验仪器。在被测液中加入催化剂荧光素酶，旨在激发微生物发出瞬间微光，通过光电倍增管的捕捉、信号放大处理和模数转换得到发光值。实验结果表明，其发光值与食品中细菌总数之间存在着明显的线性关系，因此可以根据此发光值作为微生物含量判断食品卫生状况。该仪器具有测量周期短、效率高等特点。     

光电倍增管殉爆防护装置设计与试验分析

光电倍增管（PMT）是中微子探测的核心部件,排列在深水环境中工作,承受高静水压力,若一只PMT破碎发生内爆,将会引发周围的PMT发生殉爆。针对PMT殉爆问题,设计了一种PMT殉爆防护装置,开展了带防护装置PMT的殉爆试验;在试验过程中完成带防护装置PMT内爆现象的图像采集、冲击波数据的测量,分析了带防护装置PMT的内爆机理。试验结果表明：引爆PMT破碎后防护装置坚持了约400 ms发生整体破坏,殉爆PMT未发生破坏。防护装置的破坏模式与PMT不同,破碎后成大块碎片,减小了水流内涌速度和内爆能量。带防护装置PMT的内爆冲击波峰值是裸PMT内爆峰值的1/20,脉宽是其1/2,证明了防护装置能有效减小PMT内爆冲击波强度,为PMT殉爆防护装置的设计提供参考。