光電倍增管的探測范圍
從科學(xué)的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是高于絕對零度的物體,都會釋放出電磁波,且溫度越高,釋放的電磁波波長就越短。電磁波由低頻到高頻主要分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。各個(gè)波段都有其獨(dú)特的作用,無線電波用于衛(wèi)星通信等;紅外線用于遙控、熱成像儀、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈等;可見光是所有生物用來觀察事物的基礎(chǔ);紫外線用于醫(yī)用消毒,驗(yàn)證假鈔,測量距離,工程上的探傷等;X射線用于CT照相;γ射線用于治療等。
正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,除光波外,人們也看不見無處不在的電磁波,它是一位人類素未謀面的“朋友”。即使是可見光,人類眼睛對微弱光也無能為力。但是這位朋友與我們的生活息息相關(guān),如何清楚認(rèn)識并充分利用就顯得尤為迫切和重要。而光電倍增管在寬光譜和極微弱光的探測方面都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
光電倍增管(PhotomultiplierTube,簡稱PMT)是一種真空玻璃器件,可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,因超高靈敏度和快速響應(yīng)等特點(diǎn)備受關(guān)注。在檢測光譜方面,其可探測約100nm~1μm范圍內(nèi)的光信號。此外,在更短波方向,如γ射線、X射線探測使用的輻射探測器,以通過各種閃爍體轉(zhuǎn)化成可見光,然后再通過PMT進(jìn)行檢測,其關(guān)鍵器件也是PMT。

PMT除有較寬的光譜響應(yīng)范圍外,還有高靈敏度、低探測下限的特點(diǎn),與其他探測器相比也是有很大優(yōu)勢的。根據(jù)入射到PMT的光強(qiáng)度和輸出處理回路帶寬的處理方法不同,PMT的使用可分為模擬法和計(jì)數(shù)法。改變?nèi)肷涔獾膹?qiáng)度,可看到在強(qiáng)光范圍內(nèi),用示波器觀察PMT輸出信號時(shí),因其脈沖間隔狹窄而相互重合為模擬波形,探測光強(qiáng)上限約為10-9W。當(dāng)光極其微弱時(shí),光子呈現(xiàn)粒子性,普通模擬法應(yīng)用的PMT無法分辨,而在光子計(jì)數(shù)應(yīng)用下,PMT卻可分辨出單個(gè)光子的信號,探測下限可達(dá)10-16W,是極微弱光探測的利器。
