光电倍增管特性实验报告一、 实验目的与实验仪器目的（1）掌握光电倍增管结构以及工作原理2） 学习掌握光电倍增管基本特性3） 学习掌握光电倍增管基本参数的测量方法4） 了解光电倍增管的应用 仪器光电倍增管及微弱光实验仪、光通路组件、光电倍增管及封装组件、BNC线、示波器二、实验原理（要求与提示：限400 字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）1、灵敏度1.1阴极灵敏度乂光电阴极的光电流二.除以入射光通量FF = EAE为入射到阴极的光照度，S为光电阴极的面积1.2阳极光照灵敏度阳极输出电流与照射阴极上光通量的比值2、放大倍数G定的入射光通量和阳极电压下，阳极与阴极电流间的比值或阳极和阴极灵敏度的比值3、 阳极伏安特性光通量一定时，阳极电流和总电压之间的关系光电倍增管的增益G与二次倍增极电压E 之间的关系G =佃）“n为倍增极数，b为与倍增管材料有关的常数4、 暗电流当光电倍增管完全与光照隔绝时，加上工作电压后阳极电路里仍会有输出电流， 称为暗电流引起因素：热电子发射，场致发射，放射性同位素的核辐射，光反馈，离子反 馈，极间漏电等5、 光电特性 一定工作电压下，阳极输出电流与光通量之间的曲线关系6、 时间特性 光电子从光电阴极发射经过倍增极达到阳极的时间7、光谱特性光电倍增管的阴极将入射光的能量转换为光电子。
其转换效率（阴极灵敏度）随入射光的 波长而变三、实验步骤（要求与提示：限 400字以内）按照要求连接电路，接通电源，每个实验前都需要重新按照要求设置一下初始状态（电压 和光照等）1、 阴极灵敏度缓慢调节光照度，使照度计显示0.5LX，保持光照度不变，电压调节至负 80V,记下电流二2、 阳极灵敏度同1,光照度显示0.1LX，电压调至负400V,记下电流二3、 阴极光电特性电压调至负80V，保持不变，调节光照度0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0LX依次记录此时电流；将阴极电压调至负50V重复上述操作4、 阳极光电特性同 3（电压分别为负 250、 200V）5、 阴极伏安特性调节光照度至0.5LX，保持光照度不变，缓慢调节电压至负0、10、20、30、40、50、60、70、80V依次记录此时电流更改光照度为1.0、2.0LX重复上述操作6、 阳极伏安特性 同 5（光照度为 0.1、 0.2、 0.5LX）7、 光谱特性光源切换至红光（发光二极管D2亮）调节光照度为0.1LX，调节电压至负 300V，记录电流值，改变光源橙、黄、绿、蓝、紫，记录电流8、 时间特性。
按照操作观察现象四、数据处理（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）1、阴阳极灵敏度/放大倍数阳凤鮎乞Dz ）5E—X ,A二”亦二人”以朋< g . 3、济％ ASr 二 — —*■ '7A （恥以）X0丿恍XQV咛二 S3牛 wA/xmE二以y工p二2」Mh 2朋»二左二 一貯 ZLX"&X和X）尹卅）二 21^dl 制Lm2、阴极光电特性光电倍增管阴极光电特性测试实验电压/V8050光照度LX/lm电流1/nA电流2/nA0000.53230156491.57664293782.51079031201003.513311041451203、阳极光电特性光电倍增管阳极光电特性测试实验电压/V250200光照度LX电流1/nA电流2/nA01300.52000358131505721.54150752249509112.5570010303635011603.570001290476501410光电倍增管阴极光电特性60啊2001T-巨流皿泗g 一•-电 ^2<200V)/rA光电倍增管阳极光电特性O009OT008 7
本实验前两个实验的数据不能计算出某一电压下的放大倍数，故在计 算放大倍数时结合了“阳极伏安特性实验”的部分数据因为放大倍数的测试需要在同样的光照度下，故使用“阳极伏安特性实验”中 0.5LX 光照度下某一电压下的阳极电流，即可 计算出该电压下的放大倍数电压/V150200250300350400放大倍数G1.78811.18261.212231.515675.7581675.758绘制成图如下放大倍数与电压的关系从图中可以清晰的得到，放大倍数与电压存在指数关系2、阳极电流阈值问题对比“阴极伏安特性”“阳极伏安特性”实验数据可知，在光照度一定的情况下（0.5LX）阳极电流的产生存在最小电压限制分析过程：单看阴极特性数据， 在任何光照度条件下，阴极电流都不存在最小电压限制，即有电压即有电流，时刻保持正相 关而单看阳极伏安特性数据，在任何光照度条件下，都存在一定的最小电压限制，且电压 介于 100V—150V 之间由于两组实验并不存在严格的控制变量对照关系，且涉及到的光照度范围及电压范围较 窄（而且不同步），所以只能推断阈值存在于某一光照度和电压范围，不能否认其与光照度 大小和电压无关所以需要将实验数据拓展更大的范围。
拓展后，预计可以排除光照度和电压对阈值的影响，从而得到阈值的存在是光电倍增管 结构和材料的固有属性的结论阈值的产生与暗电流有关，或者说与暗电流有相同的产生机制六、实验结论1、 由阴极光电特性曲线可以看出，阴极电流与光照度近似呈线性关系2、 由阳极光电特性曲线可以看出，阳极电流与光照度近似呈线性关系，同时其斜率受到电 压的影响较大3、 由阴极伏安特性曲线可以看出，随着电压的增大，阴极电流有平缓的趋势受到光照度 的影响较大4、 由阳极伏安特性曲线可以看出，阳极电流与电压存在一定的指数关系，且有最小电压限 制同时，指数式关系也解释了阳极光电特性中曲线斜率随电压突增的现象七、原始数据（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可）0)hli*LLILIIp 2|川皿Hl* OM w0 观如2制¥f5~D"G*力衍 阿2即口艸囚知5^Jp\?艺麗心Q卫亍1$1；3 -卩占1匕一NJ讷13L&Q3阳彳©於51小饵1?呵1 Q1＞【叭一0」护狎］］眄「//P⑷Vr4「丹b /朋bi亍乞mlMIlA/i°艸33知了旳W工、/nfy?