光電倍增管的分類有哪些？

來源：閱讀(du)：695 發布時間：2021-05-19 11:33:14

光電倍增(zeng)管(guan)是一個真空管(guan)，其中光電陰極(ji)吸收光產(chan)生自(zi)由電子，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)高電壓（幾百(bai)伏）下被(bei)加速，在(zai)(zai)另一電極(ji)產(chan)生二次電子，最后(hou)形成光電流。由于這一雪崩過(guo)程，光電流比光電二極(ji)管(guan)中的電流大(da)好幾個數量級。因此(ci)，光電倍增(zeng)管(guan)可以用于單光子計數。光電倍增(zeng)管(guan)靈敏度很高，帶寬很大(da)（>1GHz），并且在(zai)(zai)很大(da)動態范圍內具有很好的非(fei)線性。
光電(dian)倍增管(guan)的缺點在于尺(chi)寸大（與(yu)光電(dian)二極管(guan)相比），成本(ben)高，需要高電(dian)壓，并且有些情況下量(liang)子(zi)效率較低（通(tong)常<25%，甚至有時<1%）。
一種尺(chi)寸(cun)很(hen)(hen)小的光電倍增管(guan)(guan)是微通道光電倍增管(guan)(guan)，其(qi)中在(zai)摻(chan)雜玻璃中具有單片的管(guan)(guan)子(zi)。由于尺(chi)寸(cun)很(hen)(hen)小，因此可以將多個通道集成一起(qi)形成二維的陣列(lie)來(lai)實現很(hen)(hen)大的探測帶寬。
有(you)(you)(you)些(xie)情況下，可以(yi)用(yong)雪崩(beng)二(er)極管(guan)(guan)代替光電(dian)(dian)倍增管(guan)(guan)，前者(zhe)也(ye)是(shi)利用(yong)了放大(da)機(ji)制(zhi)，但是(shi)放大(da)發生在固態材(cai)料中，而不是(shi)在真(zhen)空管(guan)(guan)中。采用(yong)包含很多雪崩(beng)二(er)極管(guan)(guan)的陣列(lie)可以(yi)得到很大(da)的有(you)(you)(you)源(yuan)區面(mian)積(ji)；這一器件有(you)(you)(you)時(shi)被稱為硅(gui)光電(dian)(dian)倍增管(guan)(guan)。與光電(dian)(dian)倍增管(guan)(guan)相比，硅(gui)光電(dian)(dian)倍增管(guan)(guan)更(geng)(geng)(geng)加(jia)便(bian)宜(yi)，成本更(geng)(geng)(geng)低，結構更(geng)(geng)(geng)穩(wen)固。并且通常具(ju)有(you)(you)(you)更(geng)(geng)(geng)高的量子效率，但是(shi)也(ye)具(ju)有(you)(you)(you)更(geng)(geng)(geng)高的放大(da)噪聲。
還(huan)有一種混合光電倍(bei)增管，其中電子(zi)(zi)從(cong)一個光電極(ji)產生(sheng)然后在幾千(qian)伏的電壓下被(bei)加速到(dao)半導體(ti)芯片上(shang)，它類似(si)于雪崩(beng)二極(ji)管。電子(zi)(zi)撞擊半導體(ti)會形成(cheng)電子(zi)(zi)轟(hong)擊增益，然后形成(cheng)雪崩(beng)放大(da)。這(zhe)一器(qi)件與普通(tong)的光電倍(bei)增管速度相(xiang)似(si)，并(bing)且脈(mo)沖振幅分辨率(lv)提高。并(bing)且，其響應時間很短，尺寸小。它們可應用在與光電倍(bei)增管相(xiang)似(si)的領(ling)域，包括光子(zi)(zi)計數。
在雪崩二極管(guan)中(zhong)增大有(you)源區面積可(ke)以將多個(ge)像素點(dian)緊密排(pai)列(lie)在同一個(ge)芯片上來實現。這一器件有(you)時也被稱為固態光(guang)電倍(bei)增管(guan)或者硅光(guang)電倍(bei)增管(guan)。