[发明专利]一种混合型光电倍增器及其光电倍增方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电倍增器，尤其涉及一种用于弱光探测用的混合型光电倍增器及其光电倍增方法。

背景技术

传统的光电倍增器技术原理，是通过光电倍增器上的光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子。如此电子数不断倍增，这使光电倍增器的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来探测微弱光信号。

而现有弱光探测用的大型真空光子倍增器件（大型光子倍增器是指受光敏感面直径在200毫米以上），内部结构复杂，且生产周期较长，成本高昂，已知下列常规技术为，本发明的混合型光电倍增器及其光电倍增方法之前的现有技术。

日本专利申请公开第7-245078号；

日本专利申请公开第4-315758号；

WO98/33202；

美国专利第5,914,561号；

中国专利申请号：200580047243-电子倍增器单元和包括其的光电倍增器。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合型光电倍增器及其光电倍增方法，以在弱光探测领域提高电子倍增器的探测灵敏度，简化整体结构并进一步降低生产成本。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种混合型光电倍增器，用于探测光子，其中包括：第一倍增单元制造倍增光子量，第二倍增单元转化所述倍增后的光子至光电子，并倍增光电子以获得输出电信号，其中所述第一倍增单元包括：透光泡壳，其内部真空密封并容纳有高压电源引线，荧光体，且所述透光泡壳内表面涂覆有光电阴极，其中所述高压电源引线分别靠近所述光电阴极及所述荧光体，形成电子加速电场，所述第二倍增单元靠近所述荧光体获取所述倍增后的光子，并进一步放大形成可探测的电信号。

进一步的，所述透光泡壳为厚度2-5mm的玻璃材料制成，且整体密封。

进一步的，所述透光泡壳包括：第一单元部呈类球形，第二单元部呈由所述第一单元部之类球形向下逐渐过度为管状，且所述管内一端封闭，以从所述透光泡壳内形成转换台，其中该第二单元部罩在该第二倍增单元上，以使所述第二倍增单元靠近所述转换台。

进一步的，所述透光泡壳之第一单元部呈直径在200mm以上类球形。

进一步的，所述荧光体，为可在高速光电子的激发下，产生大量光子的器件，采用闪烁晶体或薄膜加工工艺以将光电子转化为大量光子的发光薄膜体。

进一步的，所述高压电源线一侧与外置高压电源通电，另一侧正极设置所述荧光体处并施以高压源正极，其负极设置在所述光电阴极处施以高压源负极，且所述高压电源优选15KV-30KV，以形成电子加速电场，迫使所述光电阴极所转换的光电子高速飞向所述荧光体以转换并倍增为光子输出。

进一步的，所述第二倍增单元至少部分容纳在所述第一倍增单元内，且所述第二倍增单元包括：转换单元，电子倍增单元，其中所述转换单元靠近所述转换台及其承载的所述荧光体，以获取所述倍增后的光子并转换成光电子，以供所述电子倍增单元倍增光电子，进而获得输出电信号。

进一步的，其中所述第二倍增单元为光电倍增管。

进一步的，其中所述第二倍增单元为光电倍增管，且与所述第一倍增单元呈可分离组合形态。

为了实现上述目的，本发明另一方面还提供了一种混合型光电倍增方法，包括：第一倍增单元的光电阴极转换光子至光电子；通过电子加速电场引导光电子飞向荧光体以转换成光子并倍增光子量；第二倍增单元的转换单元的光电阴极转换所述倍增后的光子至光电子；电子倍增单元经倍增所述光电子后，获得输出电信号。

通过本发明提供的一种混合型光电倍增器及其光电倍增方法，通过上述全新技术方案，能够对现有低灵敏度的光电倍增管进行升级改造，进而有效的降低了现有弱光探测领域中的光电倍增管的成本，并进一步显著提升了现有技术的光电倍增管的灵敏度，以扩大其探测范围，与现有其他技术路线的方案相比极大的简化了整体结构，有利于推广与实施。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一种混合型光电倍增器的整体结构示意图；

图2是本发明的一种混合型光电倍增方法的逻辑示意图；

图3是本发明的一种混合型光电倍增方法的逻辑示意图。

具体实施方式