濱松講堂您當前的位置:首頁 > 服務與支持 > 濱松講堂

光電倍增管基礎篇之三:基本選型方法

發布時間:2015-08-02 編輯:王芳

 

通過之前兩篇文章的介紹,用戶可以初步了解光電倍增管(Photomultiplier Tube,簡稱PMT)的探測范圍及基本原理,那么,對于實際應用如何選擇合適的PMT、怎樣讓PMT工作起來呢?這些問題可能會給大家帶來困擾,本篇即對此做入門介紹。

 

根據入射光的波長、光強、光束直徑、光現象發生的速度、使用環境等條件的不同,選擇合適的PMT、工作條件和電路配置,以達到最佳測試效果。對此,可將PMT按照不同方法進行分類并選擇:

 

1.  按光譜響應范圍分類選擇

雖然PMT可探測光譜范圍很寬,但每一種管型可直接響應的波段范圍是有限的,為使其探測效率得到充分利用,同時又不造成性能及成本的浪費,需要根據入射光的波長選擇合適波段的PMT,如圖1所示。

 

圖1 常見PMT響應范圍

 

2. 按光強大小分類選擇

在“【濱松講堂】光電倍增管基礎篇之一:探測范圍”中曾講到,PMT是微弱光探測的利器,根據入射光強大小及后續電路處理方法的不同,可分為模擬用PMT(常規型號PMT)和光子計數用PMT(型號后綴帶“P”標識)。前者可探測10-11W~nW量級的光強,后者可探測10-16W~10-11W量級的光強,二者在10-11W量級光強范圍存在交疊部分,需根據實際應用及入射光其他特性具體分析哪種更加適合。

 

3. 按光陰極面尺寸分類選擇

根據入射光的光斑形狀、大小、與PMT的距離關系等選擇合適的PMT。如狹縫形的光斑更適合用側窗型PMT。陰極面大小選擇以盡量多的收集光束為原則,如圖2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;(c)光信號雖可全部入射到PMT上,但光斑相對陰極面尺寸過小,陰極面邊緣部分沒有有效信號,卻會產生噪聲,使信噪比下降;(b)尺寸的選擇明顯優于(a)和(c);(d)相比(b)而言,減小光源與PMT之間的距離,可提高光信號的收集效率、增大PMT的探測效率,是PMT的首選方案。

 

圖2 不同陰極面尺寸及測試距離與光束收集的關系

 

4. 按響應時間分類選擇

大多數PMT響應時間在幾個~幾十個ns,能夠滿足大部分的發光測試,但對特殊應用領域,如正電子發射斷層顯像(Time of flight-positron emission tomography,簡稱TOF-PET)、熒光壽命檢測等,響應時間為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頻率是否能同步反映入射光信號的頻率,除PMT的響應時間外,后續電路的處理也很關鍵,對于選擇探測器??櫚撓沒Ю此?,需要考慮??櫬硎欠衤閾棖?。

 

5. 按使用環境分類選擇

根據使用環境的不同選擇不同的PMT,常見的環境差異如溫度、磁場等。常規PMT可在-30~50℃的環境中使用,若在石油測井等高溫強振動環境中就需要高溫PMT,其工作溫度通常在150~175℃,隨著應用要求的不斷提升,耐200℃高溫的PMT也已經推向市場。此外,PMT本身對磁場較為敏感,在有磁場干擾的環境中使用,會導致其輸出變化,可使用增加磁屏蔽的PMT(型號后綴帶“C”標識)。

 

以上幾點可在PMT選型時綜合考慮。具體使用PMT還需要搭配分壓器、高壓電源等才能輸出信號,這部分將在下一節詳細介紹。

友情鏈接:  日本濱松光子學株式會社    濱松光子學商貿(中國)有限公司

版權所有:北京濱松光子技術股份有限公司 產品咨詢:0316-5970168/166/165 其他:010-63706370 郵箱:[email protected]

今日河南快三走势图带连线 技術支持:35互聯