光電倍增管是微光測量，特別是極限微弱光探測技術的重要探測器。在生命科學、核物理技術、核醫學、生物化學、精密分析、信息科學、環境監測、工業自動控制、光機電一體化等高科技領域中，都有著很重要的應用。

關于光電倍增管

光電倍增管建立在外光電效應、二次電子發射和電子光學理論基礎上，結合了高增益、低噪聲、高頻率響應和大信號接收區等特征，是一種具有高靈敏度和超快時間響應的光敏電真空器件，可以工作在紫外、可見和近紅外區的光譜區。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化成可見光，然后再通過PMT進行檢測，其關鍵器件也是PMT。

如何選用光電倍增管

1、根據光譜響應范圍分類選擇

雖然PMT可探測光譜范圍很寬，但每一種管型可直接響應的波段范圍是有限的，為使其探測效率得到充分利用，同時又不造成性能及成本的浪費，需要根據入射光的波長選擇合適波段的PMT。

2、根據靈敏度選擇

選擇光譜響應適合的光電倍增管之后，對低能微弱光的探測應采用具有高靈敏度的管子。根據待測光譜特性的不同，可選擇用量子效率、藍光靈敏度或紅光靈敏度等參數來表征陰極靈敏度的大小。根據入射到光陰極的光量和需要輸出信號大小來估算陽極所需max靈敏度，不同型號的管子其額定陽極靈敏度是不同的。

3、根據光陰極面尺寸分類選擇

根據入射光的光斑形狀、大小、與PMT的距離關系等選擇合適的PMT。如狹縫形的光斑更適合用側窗型PMT。陰極面大小選擇以盡量多的收集光束為原則，如下圖所示，在光源特性完全一致的情況下，(a)PMT陰極面尺寸略小，不能有效收集光信號;(c)光信號雖可全部入射到PMT上，但光斑相對陰極面尺寸過小，陰極面邊緣部分沒有有效信號，卻會產生噪聲，使信噪比下降;(b)尺寸的選擇明顯優于(a)和(c);(d)相比(b)而言，減小光源與PMT之間的距離，可提高光信號的收集效率、增大PMT的探測效率，是PMT的優選方案。

4、根據暗電流選擇

假定信號很強，則暗電流影響很小;假定信號很弱，當信號輸出的大小接近于暗電流時，則所用管子的型號要注意選擇。

5、根據使用環境分類選擇

根據使用環境的不同選擇不同的PMT，常見的環境差異如溫度、磁場等。

常規PMT可在-30~50℃的環境中使用，若在石油測井等高溫強振動環境中就需要高溫PMT，其工作溫度通常在150~175℃，隨著應用要求的不斷提升，耐200℃高溫的PMT也已經推向市場。此外，在有磁場干擾的環境中使用時，可使用增加磁屏蔽的PMT。

6、按輸出類型分類

主要包括光電倍增管裸管(PMT裸管)和光電倍增管模塊(PMT模塊)兩大類。對于PMT裸管其使用中需要與高壓電源，分壓電路一起配合才能夠正常工作。而在PMT模塊產品中，則已經將PMT裸管和高壓電源、分壓電路等附件進行了集成。集成的PMT模塊不僅方便使用，總體積更小，而且性能更穩定。

其中光電倍增管模塊產品又分為電流輸出型，電壓輸出型，光子計數型

1.電流輸出型

在PMT裸管的基礎上，模塊內部耦合了高壓電源及其分壓電路，外部只需低壓供電即可，緊湊的設計也更方便使用，輸出的電流信號可直接通過示波器讀出;

2.電壓輸出型

相對于電流輸出模塊，電壓輸出的PMT模塊中多了一個跨阻放大器(Current-Voltage ConversionAmp)將電流已經轉換成了電壓，輸出的電壓信號可通過示波器讀出，也可以通過連接數據采集卡在電腦端上讀出;

3.光子計數型

光子計數型PMT模塊內置了光電倍增管、高壓電源、分壓電路、放大器，比較器，脈沖整形器。甄別器選擇一定閾值以上的脈沖，用脈沖整形器轉換為電壓脈沖輸出，后端通過連接光子計數單元可實現電腦端上的光子計數測量，同樣地只要從外部輸入低壓就能工作。

審核編輯 黃宇