用光電倍增管進行光測量

由于要測量的電流非常弱，所以用光電倍增管測量光的應(yīng)用工作通常需要使用皮安計。

光電倍增管（PMT）是一種把光變成電流的裝置。光電倍增管有一個對光敏感的陰極，它發(fā)射的電子數(shù)目與撞擊到其上面的光子數(shù)量成正比。這些電子被加速運行后撞擊到下一級，并引起3到6個二次電子的發(fā)射。根據(jù)管子型號的不同，這個過程繼續(xù)進行6至14級（稱為倍增管電極(dynode)）。通?？梢赃_到100萬倍或者更高的總增益。

詳細工作情況

使每個連續(xù)的光電倍增管電極的電壓都比它前面一個電極的電壓更高，這樣電子就得到加速。做到這一點最容易的方法是給整個光電倍增管的兩端加上一個電壓，然后從一個分壓器的各個抽頭取得供給各個倍增管電極的電壓，如圖4-13所示。

加到每個光電倍增管電極上的電壓決定于PMT的設(shè)計，并由每個管子的型號來確定。

光電倍增管電極電阻器的總電阻應(yīng)當使得流過這一系列電阻器的電流至少比待測的光電倍增管陽極電流大100倍：

　
大多數(shù)光電倍增管都要求其陽極到陰極的電位在1000V到3000V 之間。由于陽極是讀出點，所以通常工作在接近地的電位，而陰極則處于負的高電位。吉時利公司的248型高壓電源可以為這種應(yīng)用工作提供高達5000V的電壓。

大多數(shù)光電倍增管的陽極電流范圍從皮安到100μA。由于皮安計具有很高的靈敏度，所以通常用作陽極電流的讀出裝置。皮安計具有很低的輸入電壓降（輸入端壓降），這就使得陽極實際上處于地電位。圖4-14示出使用6485型皮安計的典型配置情況。如果PMT要求的電壓不超過1000V，6517A型靜電計電壓源可以提供很方便的解決方案。因為它能測量電流又能供出高達±1000V的電壓。

采用這種連接方法時，皮安計讀出的電流為負值。有的時候，要求測量出的電流必須為正值。在這種情況下，簡單地重新安排電路，并使用一個附加的電源就能獲得正電流。測量正PMT電流的電路配置示于圖4-15。皮安計在最后一個倍增管電極處讀取電流，此電流等于陽極電流減去流過前一個倍增管電極的電流。實際上，進行這種測量時略微犧牲了PMT的增益。

即使在陰極未照亮時，PMT中通常也會流過一個小的電流。這種現(xiàn)象稱為“暗電流”，并且在大多數(shù)的應(yīng)用中是無關(guān)緊要的。在另一些情況下，則可以使用REL（零點）功能將其從讀數(shù)中減去，或者簡單地使用內(nèi)置的零點抑制功能（如果儀器具有此功能的話）將其消除。