光電倍增管的噪聲模型、輸出電路等效電路你都知道嗎?

本文中，小編將對(duì)光電倍增管予以介紹，經(jīng)由介紹，您將堆光電倍增管的選擇方法、光電倍增管的噪聲模型、光電倍增管輸出電路的等效電路具有清晰的了解。如果你想對(duì)光電倍增管的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)光電倍增管的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

一、如何選擇光電倍增管

選擇光電倍增管可以依據(jù)以下兩種標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行選擇。

1.按光強(qiáng)大小分類選擇

PMT是微弱光探測的利器，根據(jù)入射光強(qiáng)大小及后續(xù)電路處理方法的不同，可分為模擬用PMT(常規(guī)型號(hào)PMT)和光子計(jì)數(shù)用PMT(型號(hào)后綴帶“P”標(biāo)識(shí))。前者可探測10-11W~nW量級(jí)的光強(qiáng)，后者可探測10-16W~10-11W量級(jí)的光強(qiáng)，二者在10-11W量級(jí)光強(qiáng)范圍存在交疊部分，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用及入射光其他特性具體分析哪種更加適合。

2.按光陰極面尺寸分類選擇

根據(jù)入射光的光斑形狀、大小、與PMT的距離關(guān)系等選擇合適的PMT。如狹縫形的光斑更適合用側(cè)窗型PMT。陰極面大小選擇以盡量多的收集光束為原則，如下所示，在光源特性完全一致的情況下，(a)PMT陰極面尺寸略小，不能有效收集光信號(hào);(c)光信號(hào)雖可全部入射到PMT上，但光斑相對(duì)陰極面尺寸過小，陰極面邊緣部分沒有有效信號(hào)，卻會(huì)產(chǎn)生噪聲，使信噪比下降;(b)尺寸的選擇明顯優(yōu)于(a)和(c);(d)相比(b)而言，減小光源與PMT之間的距離，可提高光信號(hào)的收集效率、增大PMT的探測效率，是PMT的首選方案。

二、光電倍增管的噪聲模型

光電倍增管由光陰極、若干二次發(fā)射倍增極和陽極構(gòu)成。當(dāng)光量子到達(dá)光陰極時(shí)，光電子將從陰極釋放，接著由級(jí)聯(lián)的二次發(fā)射過程倍增產(chǎn)生陽極電荷脈沖。

因此，光電倍增管是帶有內(nèi)放大的真空光電探測器件，它的增益是足夠高的，一般達(dá)106~108。我們可以把它看作為由光陰極和第一倍增極組成的光電管同由諸倍增極和陽極組成的I高增益放大器一起構(gòu)成靈敏的探測器件，如下圖a所示。它的交流小信號(hào)等效表示如下圖b所示。

三、光電倍增管輸出電路的等效電路

將光電倍增管輸出的反映光脈沖變規(guī)律的電流脈沖引向一個(gè)負(fù)載電阻，可得到相應(yīng)的電壓脈沖。此電壓脈沖的上升或下降時(shí)間決定于陽極及其聯(lián)線到地線的分布電容與負(fù)載電阻之乘積。

下圖(a)為光電倍增管輸出電路的等效電路，其中R為等效負(fù)載電阻，C為陽極及其聯(lián)線到地線的分布電容的總和。下圖(b)是用等效電源i代替關(guān)電倍增管的陽極后的輸出電路。

由于光電倍增管輸出電路中存在分布電容，即使輸出電流是理想的階躍脈沖電流，其輸出電壓也要經(jīng)過從0升到穩(wěn)定值Vo的過程。光電倍增管輸出電壓的上升和下降時(shí)間指的是在理想階躍脈沖電流的作用下，其輸出電壓由穩(wěn)定值Vo的.0.1上升到0.9所需的時(shí)間。下圖所示是光電倍增管輸出電壓上升時(shí)間定義的示意圖和計(jì)算上升時(shí)間的等效電路圖。

四、光電倍增管之靈敏度

靈敏度是衡量光電倍增管的一個(gè)重要參數(shù)。G65SC151PEI-1光電倍增管的靈敏度一般分為陰極靈敏度和陽極靈敏度，有時(shí)還需標(biāo)出陰極的藍(lán)光或紅外靈敏度。紅光靈敏度往往采用紅光靈敏度與白光靈敏度之比來表示。實(shí)際使用時(shí)，更希望知道光電倍增管的陽極靈敏度，它是指光電倍增管在一定的工作電壓下，陽極輸出電流與照在陰極面上的光通量的比值，因此它是一個(gè)表征倍增量以后的整管參數(shù)。如國產(chǎn)GBD23T型光電倍增管的陰極靈敏度典型值為50yA/lm，陽極靈敏度為200A/lm。

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