光电探测器 光学测试技术
光电探测器 光学测试技术
光电器件主要分成外光电效应(光电发射效应 分表面效应和体效应,金属和金属氧化物)和内 光电效应(光电导效应和光生伏特效应,半导体) 就光电器件而言,最重要的参数是:灵敏度、驰 豫时间和光谱分布。其次是温度特性、噪声特性 等
光电器件主要分成外光电效应(光电发射效应， 分表面效应和体效应，金属和金属氧化物)和内 光电效应(光电导效应和光生伏特效应，半导体)。 就光电器件而言，最重要的参数是：灵敏度、驰 豫时间和光谱分布。其次是温度特性、噪声特性 等
四、各类光电探测器 光电子发射器件与光电倍增管 2.光电导探测器 3.光伏探测器(光敏二极管、光敏三极管);
四、各类光电探测器 1. 光电子发射器件与光电倍增管； 2. 光电导探测器； 3. 光伏探测器(光敏二极管、光敏三极管)；
1、光电子发射器件与光电倍增管 光电发射效应:物质吸收光子后,基态电子被激发 到高能态、脱离原子核束缚,在外电场作用下参与 导电,形成光电子流 器件:光电管、光电倍增管等。 好的光电发射材料要求:a、光吸收系数大;b、光 电子在体内能量损失小、逸出深度大;c、表面势垒 低、逸出几率大
1、光电子发射器件与光电倍增管 光电发射效应：物质吸收光子后，基态电子被激发 到高能态、脱离原子核束缚，在外电场作用下参与 导电，形成光电子流。 器件：光电管、光电倍增管等。 好的光电发射材料要求：a、光吸收系数大；b、光 电子在体内能量损失小、逸出深度大；c、表面势垒 低、逸出几率大
光电发射效应基本特性 斯托列托夫定律(光电发射第一定律):当入射光的频 谱成分不变时(同一波长的单色光或者相同频谱成分 的光),光电阴极的饱和光电发射电流与阴极接收的光 通量成正比。 K ① KK 爱因斯坦定律(光电发射第二定律):发射光电子的最 大动能随入射光频率的增大线性增大,而与入射光强 无关 hv=E k)max + 3.光电发射延迟时间:<3×1013ses
光电发射效应基本特性 K K K I S = 1. 斯托列托夫定律(光电发射第一定律)：当入射光的频 谱成分不变时 (同一波长的单色光或者相同频谱成分 的光)，光电阴极的饱和光电发射电流与阴极接收的光 通量成正比。 2. 爱因斯坦定律 (光电发射第二定律)：发射光电子的最 大动能随入射光频率的增大线性增大，而与入射光强 无关。 3. 光电发射延迟时间：<3×10-13ses ( k ) max 0 h E = +
光电发射材料 常用经典光电发射材料:银氧-铯(AgO-Cs)阴 极、锑铯(CsSb)阴极、多碱金属阴极(增大光谱 响应范围)、紫外光电阴极 半导体负电子亲和势(NEA)材料:比一般经典 材料具备较高的量子效率、较高的光吸收系数、 较低的暗电流、较平坦的光谱响应等特性
光电发射材料 ◼ 常用经典光电发射材料：银-氧-铯(Ag-O-Cs)阴 极、锑铯(CsSb)阴极、多碱金属阴极(增大光谱 响应范围)、紫外光电阴极； ◼ 半导体负电子亲和势(NEA)材料：比一般经典 材料具备较高的量子效率、较高的光吸收系数、 较低的暗电流、较平坦的光谱响应等特性
光电倍增管(PMT)基本结构 基本结构:光电阴极、电子光学系统、二次发 射倍增系统(第n次倍增极和第n+1次发射极) 阳极 聚焦极 管脚 入射光 窗口 光电阴极 倍增系统一 阳极
光电倍增管(PMT)基本结构 ◼ 基本结构：光电阴极、电子光学系统、二次发 射倍增系统(第n次倍增极和第n+1次发射极)、 阳极； 入射光 窗口 光电阴极 倍增系统 阳极 聚焦极 管脚
光电倍增管工作原理 工作原理:入射光照射到光电阴极上,激发出 光电子,经电场加速(聚焦)打到第一倍增极(第 2次发射极)上,光电子数得到放大δ倍,依次 经过后续的倍增极,最后到达阳极,信号被放 大8倍
光电倍增管工作原理 ◼ 工作原理：入射光照射到光电阴极上，激发出 光电子，经电场加速(聚焦)打到第一倍增极(第 2次发射极)上，光电子数得到放大δ倍，依次 经过后续的倍增极，最后到达阳极，信号被放 大δ n倍。 h K A D1 D2 Dn R1 R2 Rn RL V0
如果每个电子落到某一倍增极上从该倍增极打出σ个 二次电子,那么很明显地 式中,Ⅰ阳极电流;i光阴极发出的光电流;n 光电倍增极的级数。 光电倍增管的电流放大系数β可用下式表示: B
◼ 如果每个电子落到某一倍增极上从该倍增极打出σ个 二次电子，那么很明显地： ◼ 式中，I—阳极电流；i0 —光阴极发出的光电流；n— 光电倍增极的级数。 光电倍增管的电流放大系数β可用下式表示: 0 n I i = 0 n I i = =
光电倍增管MT基本特性参数 1、光电特性:在相当宽的范围 端安 内为直线。当光通量很大时, 特性曲线开始明显偏离直线 在工作时阴极不能有强光照射, 否则易损坏管子。因它的灵敏 度高,光电倍增管允许测量非 0.008 0.016 0‘004 常小的光通量,或所需放大器 0012中流明 的级数可以较少
光电倍增管(PMT)基本特性参数 1、光电特性：在相当宽的范围 内为直线。当光通量很大时， 特性曲线开始明显偏离直线。 在工作时阴极不能有强光照射， 否则易损坏管子。因它的灵敏 度高，光电倍增管允许测量非 常小的光通量，或所需放大器 的级数可以较少