在這篇文章中，小編將為大家?guī)砉怆姳对龉艿南嚓P(guān)報道，通過本文，你將了解光電倍增管的主要噪聲、如何選擇光電倍增管以及光電倍增管的探測范圍的知識。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是光電倍增管
光電倍增管是將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號的真空電子器件。光電倍增管用在光學(xué)測量儀器和光譜分析儀器中。它能在低能級光度學(xué)和光譜學(xué)方面測量波長200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計數(shù)器的出現(xiàn)，擴大了光電倍增管的應(yīng)用范圍。激光檢測儀器的發(fā)展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關(guān)。電視電影的發(fā)射和圖象傳送也離不開光電倍增管。光電倍增管廣泛地應(yīng)用在冶金、電子、機械、化工、地質(zhì)、醫(yī)療、核工業(yè)、天文和宇宙空間研究等領(lǐng)域。
二、光電倍增管的主要噪聲
光電倍增管的噪聲主要有光電器件本身的散粒噪聲、閃爍噪聲以及負(fù)載電阻的熱噪聲等。
散粒噪聲包括背景光電流、信號光電流及暗電流的散粒噪聲。閃爍噪聲一般認(rèn)為是由光電陰極發(fā)射的偶然起伏和倍增極材料的變化引起的，是一種l/f噪聲，通常只在低頻區(qū)有一定的數(shù)值，隨著工作頻率的提高，其值迅速下降，因此可通過提高輻射的調(diào)制頻率和減小通頻帶來降低或消除這類噪聲。電阻熱噪聲主要來自負(fù)載電阻、運算放大器的反饋電阻和運算放大器輸入阻抗。
三、如何選擇光電倍增管
1. 按響應(yīng)時間分類選擇
大多數(shù)PMT響應(yīng)時間在幾個~幾十個ns，能夠滿足大部分的發(fā)光測試，但對特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如正電子發(fā)射斷層顯像(Timeofflight-positronemissiontomography，簡稱TOF-PET)、熒光壽命檢測等，響應(yīng)時間為10-10~10-11s量級的PMT可以為用戶提供選擇。此外，最終輸出信號的響應(yīng)頻率是否能同步反映入射光信號的頻率，除PMT的響應(yīng)時間外，后續(xù)電路的處理也很關(guān)鍵，對于選擇探測器模塊的用戶來說，需要考慮模塊帶寬是否滿足需求。
2. 按使用環(huán)境分類選擇
根據(jù)使用環(huán)境的不同選擇不同的PMT，常見的環(huán)境差異如溫度、磁場等。常規(guī)PMT可在-30~50℃的環(huán)境中使用，若在石油測井等高溫強振動環(huán)境中就需要高溫PMT，其工作溫度通常在150~175℃，隨著應(yīng)用要求的不斷提升，耐200℃高溫的PMT也已經(jīng)推向市場。此外，PMT本身對磁場較為敏感，在有磁場干擾的環(huán)境中使用，會導(dǎo)致其輸出變化，可使用增加磁屏蔽的PMT(型號后綴帶“C”標(biāo)識)。
四、光電倍增管的探測范圍
光電倍增管是一種真空玻璃器件，可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，因超高靈敏度和快速響應(yīng)等特點備受關(guān)注。在檢測光譜方面，其可探測約100nm~1μm范圍內(nèi)的光信號。此外，在更短波方向，如γ射線、X射線探測使用的輻射探測器，以通過各種閃爍體轉(zhuǎn)化成可見光，然后再通過PMT進行檢測，其關(guān)鍵器件也是PMT。
PMT除有較寬的光譜響應(yīng)范圍外，還有高靈敏度、低探測下限的特點，與其他探測器相比也是有很大優(yōu)勢的。根據(jù)入射到PMT的光強度和輸出處理回路帶寬的處理方法不同，PMT的使用可分為模擬法和計數(shù)法。改變?nèi)肷涔獾膹姸?，可看到在強光范圍?nèi)，用示波器觀察PMT輸出信號時，因其脈沖間隔狹窄而相互重合為模擬波形，探測光強上限約為10-9W。當(dāng)光極其微弱時，光子呈現(xiàn)粒子性，普通模擬法應(yīng)用的PMT無法分辨，而在光子計數(shù)應(yīng)用下，PMT卻可分辨出單個光子的信號，探測下限可達(dá)10-16W，是極微弱光探測的利器。
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