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1、PMT基础知识之二1=1NA(参数与特性)(1)灵敏度A阴极灵敏度(SK)B阴极蓝光灵敏度(SKb)IIIC阴极红光灵敏度(SKR)D 红白比(SKR) / (SK)(2) 量子效率在给定辐射波长下，量子效率定义为：阳极发射的光电 子数与入射光子数的比值，这个值通常以百分数表示，可由 下式进行计算：QE=Sx 1240/kx 100%这里S是给定波长下的辐射灵敏度，单位以A/W，入为波长单位为nm.(3) 光谱响应光电阴极的光电发射是选择性的光电效应，长波响应截 止波长由光电阴极材料的性决定，而短波阀主要决定于窗材 料，不同的窗材料和光电发射层有不同的光谱响应曲线0(4) 阳极灵敏度Sp=Ia
2、/Fa(5)电流放大倍数(增益)光电倍增管的电流增益是光电倍增管的阳极输出电流 与光阴极的光电流的比值，在理想情况下，假定每个倍增极 的平均二次发射倍数分到8i8n8n-1具有几个倍增极光电倍增 管的电流增益为由下式给出：s=q 笊 s1 2 n-1 n或者简单地测量阳极光照灵敏度SP与阴极光照灵敏度SK计算出来，即：G=Sp/SK(6)暗电流当光电倍增管无光照射时(严格说来完全隔离辐射时)所产生的电流称为暗电流。一般说来，引起暗电流有如下几个原因：A欧姆漏电B热电子发射c残余气体电离(离子反馈)D场致发射。E玻璃发光F契伦柯夫光子(7)线性电流所谓线性就是指阳极输出电流与入射光通量之间的正-
3、般说来，线性电流的大小与管子结构类 (2)工作电压分压器设计等有关。光电 倍增管的线性范围很宽。破坏这种线性关系来自两个方面：(A)线性特性的低端，即输入信号很弱时受到 光电倍增管噪声(或暗电流)的干扰。它决定了比关系。型，匹1=1光电倍增管所能探测的最弱信号。(B)线性特性高端，即输入信号很强时受到多匹1=1种因素的作用而影响线性。光通量(1)(2)(3)(4)空间电荷的限制（-递增型分压器克服）阴极电阻率的限制I （在平板上蒸锰一般说来造成非线性的可能原因有:分压器电流的限制（稳压器分压器 克服、或要求I1IA20-100倍） 负载电阻效应限制(8)稳定性匹 1=匹1=1在闪烁计数和度学测
4、量中，光电倍增管的稳定性是非常 重要的。光电倍增管的稳定性是必须认真考虑的一个参数。与下列因素有关：(1) 管子的工作电压(2) 阳极与末极电压阳极输出电流大小(4) 工作时间休息时间(5) 工作前管子的经历(6) 倍增极的材料及制造工艺。图5光电倍增管阳极电流随时间变化曲线(9)滞后效应滞后特性是由于二次电子偏离预定轨道和电极支撑物，玻壳等静 电引起的。为此滨松公司的侧窗型光电倍增管采用的“抗滞后设计” 实际上以消除了滞后现象时闾(分井)图6滞后特性(10)均匀性均匀性是指入射光射到光阴极不同位置时的灵敏度变化。阴极本身光电面金属层的均匀程度有关。一般来说，端窗型光电倍增管因阴极与第一倍增极
5、的几何结构特点，在均匀性方面优于侧窗型光电倍增管如下图(7)所示。机g型（丫相机用描231-口1）Y相机用R6231-01（址侧庭型I反射我光明极阳圾员敏，度修）D SO LOG图7光电倍增管均匀性曲线（11）时间特性阳极脉冲上升时间是当管子由非常短闪光（6函数光源）照射时， 从输出脉冲前沿峰值的10%上升到90%所需的时间。渡越时间是指光脉冲闪光到达阴极的瞬间与管子输出脉从上升到定数值得瞬间（例如输出脉冲前沿半幅度处的时刻）两者之间的时间间隔。（见图8）图8阳极脉冲脉冲上升、渡越时间渡越时间分散（TTS）定义为：当重复的6函数光源照射管子的阴极的瞬间，到阳极输出前沿半幅度的出现瞬间之间所需时
6、间的变 化。通常以输出时间分布曲线上的半宽度度。光电倍增管的上升时间，渡越时间的测试需要一个重复的函数 光源和一个取样示波器。测量渡越时间分散可采用“恒比定时法， 因为这个方法在很宽的幅度范围内可以获得较好的定时性能，这时需 要一个“时幅变换器,，和“恒比定时甄别器,，。时间响应特性取决于 倍增极结构和工作电压（图9）。通常直线聚焦型和环形聚焦型结构 的光电倍增管比盒栅型和百叶窗型倍增极结构的光电倍增管有较好 的时间性能。而微通道板型（MCP ）的光电倍增管比其他类型倍增 极的光电倍增管有更好的时间特性，见表（2）。图9时间响应特性与电压关系曲线（12）脉冲幅度（能量）分辨率脉冲幅度分辨率是指
7、被研究脉冲幅度分布曲线上的相应的峰的半宽度b与峰值幅度a之比，用百分数表示。如图（10）所示。可写 如下形式：R = a X100%AA闪烁体光电倍增管组合件对137CS的脉冲幅度分 辨率l=J一般说来，为了改善脉冲幅度分辨率，1应尽量增大闪烁体发光效率（即增大2光子数），3光收集效率，3光电转换效率，4光电子被第一倍增极收集系数。5同时还应尽量改进影响脉冲幅度分辨 率的其他因素。光电倍增管组合件脉冲幅度分辨率的 测量，光电倍增管应该工作在线性区。B光电倍增管固有分辨率管子固有分辨率可利用脉冲光源（例如 发光二极管光源）测量。其光强应校准到与 i37Cs+NaI（Tl）晶体的闪光强度等效。光谱
8、 特性和脉冲持续时间最好与i37Cs+NaI（Tl） 信号相近、阳极的时间常数必须比光脉冲持 续时间和闪烁体衰减时间大的多。（13）坪特性在闪烁计数中，利用光电倍增管闪烁体组合件记录强度不变的核 辐射源时，在某一区域内其计数率基本上不随外加高压变化的改变， 通常把这一区域称为坪区（用闪烁计数器作强度测量时，选择坪区的 工作是非常重要。即使仪器及管子工作温度和性能有一定变化，仪器 长期工作也能保证比较稳定。这种坪与下列特性有关:1脉冲幅度分布2射线能量 3晶体的发光效率 4光电倍增管的性能 5仪器的放大倍数甄别阈6其他应用条件(14)暗脉冲A等效噪声能当量B暗计数(定义为:输出暗脉冲谱上某两个阀值之间的总计数率，阀值以单电子的平均幅度作为标尺).，一
