[发明专利]一种光电倍增管及探测器

说明书

本申请提出一种光电倍增管及探测器，光电倍增管包括：光电阴极，用于接收光子，并基于接收到的光子发射出光电子；光电倍增系统，位于所述光电阴极的下游，并环绕目标轴线设置，所述目标轴线与所述光电倍增管的中心轴线重合或平行于所述光电倍增管的中心轴线，所述光电倍增系统接收由所述光电阴极发射出的光电子，并将所述光电子倍增；以及阳极，用于收集经由所述光电倍增系统倍增的光电子，并基于所收集的光电子输出阳极电流。根据本申请的实施例，通过增加每级倍增极对电子的承载能力，从而提升了光电倍增管的脉冲宽度响应范围以及光电倍增管的线性电流。

技术领域

本申请涉及光电探测领域，具体而言，涉及一种光电倍增管及探测器。

背景技术

光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件，通常与闪烁体组合成辐射探测器件。目前，光电倍增管在光分析仪器、医疗设备、环境监测、工业检查、高能物理等领域都有广泛应用。

脉冲线性，也称为光电特性，是光电倍增管一个十分重要的指标。一般地，将光电倍增管的输出电流与入射光通量之间的线性度称为光电特性。当光电倍增管接收微弱光时，能保持比较好的线性。但当光电倍增管入射光较强时，会出现线性偏离。光电倍增管在允许的线性偏离误差内，能够输出的最大电流通常称为线性电流。现有绝大部分光电倍增管的动态响应范围较窄，其线性电流只能在100mA以下。极少部分光电倍增管的线性电流能达到200mA，但仅限于对50ns以下的窄脉宽信号。对于较宽的脉宽信号，例如500ns的脉宽信号，则出现饱和现象，光电倍增管的输出电流不再随输入变化。

发明内容

本申请旨在提出一种光电倍增管及探测器，以解决当前光电倍增管响应范围较窄、线性电流小的问题。

根据本申请的一方面，提出一种光电倍增管，包括光电阴极，用于接收光子，并基于接收到的光子发射出光电子；光电倍增系统，位于所述光电阴极的下游，并环绕目标轴线设置，所述目标轴线与所述光电倍增管的中心轴线重合或平行于所述光电倍增管的中心轴线，所述光电倍增系统接收由所述光电阴极发射出的光电子，并将所述光电子倍增；以及阳极，用于收集经由所述光电倍增系统倍增的光电子，并基于所收集的光电子输出阳极电流。

根据一些实施例，所述光电倍增系统包括多级环状倍增极，每级环状倍增极均环绕所述目标轴线设置。

根据一些实施例，所述多级环状倍增极包含以下材料中的一种或多种：铜合金、不锈钢、镍合金，优选地包含铜铍。

根据一些实施例，所述多级环状倍增极包括内环倍增极和外环倍增极，所述内环倍增极的外侧面作为二次电子发射面，所述外环倍增极的内侧面作为二次电子发射面，所述内环倍增极和所述外环倍增极交替设置。

根据一些实施例，所述多级环状倍增极包括内环倍增极和外环倍增极，所述内环倍增极包括锥形结构和/或柱状结构，所述锥形结构的锥面作为二次电子发射面，所述柱状结构的外侧柱面作为二次电子发射面；所述外环倍增极包括圆环状结构和/或多边形环状结构，所述圆环状结构和多边形环状结构的内侧面作为二次电子发射面。

根据一些实施例，所述内环倍增极包括第一倍增极，所述第一倍增极为锥形结构，所述锥形结构的锥面作为二次电子发射面，用于接收来自于所述光电阴极的光电子，所述锥形结构的顶点朝向所述光电阴极的方向，所述锥形结构的底面朝向所述阳极的方向。

根据一些实施例，所述光电倍增系统还包括第一倍增极支架，在所述第一倍增极支架上开设有供光电子通过的第一开口，所述第一倍增极支架用于固定支撑所述第一倍增极。

根据一些实施例，所述第一倍增极支架的中间部分且靠近所述光电阴极的方向设置有第一凸台，在所述第一凸台开设有所述第一开口。

根据一些实施例，所述第一凸台的高度为2-5mm。。