张永林老师版《光电子技术》(8)

3.27试述PSD的工作原理，与象限探测器相比，PSD有什么优点？

PSD是利用离子注入技术制成的一种对入射到光敏面上的光点位置敏感的光电器件，分为一维和二维两种。当入射光是非均匀的或是一个光斑时，其输出与光的能量中心有关。与象限探测器相比，PSD的优点有：对光斑的形状无严格要求；光敏面上无象限分隔线，对光斑位置可进行连续测量，位置分辨率高，可同时检测位置和光强。

3.28光电发射和二次电子发射有哪些不同？简述光电倍增管的工作原理。

光电发射是光轰击材料使电子逸出，二次电子发射是电子轰击材料，使新的电子逸出。

1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。

2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。

3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。

4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压

3.29光电倍增管中的倍增极有哪几种结构？每一种的主要特点是什么？

鼠笼式：结构紧凑，体积小；但灵敏度的均匀性稍差。

直线聚焦式：极间电子渡越时间的离散性小，时间响应很快，线性好：但绝缘支架可能积累电荷而影响电子光学系统的稳定性。

盒栅式：电子的收集效率较高，均匀性和稳定性较好；但极间电子渡越时间零散较大。 百叶窗式：工作面积大，与大面积光电阴极配合可制成探测弱光的倍增管;但极间电压高，有时电子可能越级穿过，从而，收集率较低，渡越时间离散较大。

近贴栅网式：极好的均匀性和脉冲线性，抗磁场影响能力强。

微通道板式：尺寸大为缩小，电子渡越时间很短，响应速度极快，抗磁场干扰能力强，线性好。

3.30 (a)画出具有11级倍增极，负高压1200V供电，均匀分压的光电倍增管的工作原理，分别写出各部分名称及标出Ik，Ip和Ib的方向。

(b)若该倍增管的阴极灵敏器Sk为20μA/lm，阴极入射的照度为o.1lx，阴极有效面积为2cm2 ,各倍增极发射系数均相等（σ=4），光电子的收集率为0.98，各倍增极电子收集率为0.95，试计算倍增系统的放大倍数和阳极电流。

(c)设计前置放大电路，使输出的信号电压为200mV,求放大器的有关参数，并画出原理图

（a）如图