[发明专利]一种门控光电倍增管的控制电路

说明书

本发明公开了一种门控光电倍增管的控制电路，通过光电倍增管门控技术，利用脉冲延时控制器产生门控信号触发门控电路，仅控制光电倍增管的光阴极和前三级倍增极的电压，调节第一至第三倍增极的增益来控制整个光电倍增管的增益。门控电路性能将直接决定光电倍增管的工作性能，门控电路将光电倍增管的某一倍增极切断，被控制的倍增极不能加上电压，光电倍增管不工作；导通时，被控制的倍增极加上正常电压，光电倍增管正常工作。由于控制脉冲电压的电位值不高，保证时间响应以及降低开关过程中形成的冲击。通过调整门控电路的开关和持续时间，可使光电倍增管避开辐射探测中先达到的强干扰脉冲或白光背景信号，从而实现微弱待测信号的有效探测。

技术领域

本发明涉及光电探测、应用光谱技术、光谱分析、检测与计量等技术领域，具体涉及一种门控光电倍增管的控制电路。

背景技术

光电倍增管是具有很高灵敏度和较宽线性动态测量范围的光脉冲探测器。采用特定的分压器结构, 可以使其工作在某一线性范围内, 满足常规测量的要求。但是在一些辐射脉冲的探测场合中，往往需要探测脉冲后沿。比如在激光诱导形成的等离子辐射探测中，激光诱导等离子体会发出很强的电子韧致辐射，这种强的白光背景信号会使得PMT处于非线性状态，即使电子轫致辐射消失后，由于分压器效应的存在，光电倍增管的线性也难以迅速恢复。此时，将无法捕捉到需要的原子辐射信号。目前，解决这一问题的主要方法有采用光开关或采用带门控功能的光电倍增管组件，但这类系统价格都较为昂贵。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种门控光电倍增管的控制电路，使得光电倍增管实现门操作，通过光电倍增管的门电路控制使得光电倍增管免受探测样本强光的影响，避免光电倍增管发生饱和，有助于微弱光信号的探测。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种门控光电倍增管的控制电路，所述控制电路包括：光电倍增管、门控电路、分压电路以及脉冲延时控制器，其中，所述光电倍增管包括光阴级K、阳极P和倍增极Dy1、Dy2、Dy3、Dy4、… …、Dyn，n为大于5的正整数，

所述门控电路分别与所述光阴级K、所述倍增极Dy1、Dy2、Dy3相连，所述门控电路由所述脉冲延时控制器的输出控制其打开和关断，当所述门控电路处于关闭状态时，待测信号在所述光阴极K上打出的光电子数目无法被所述倍增极Dy1、Dy2、Dy3放大，当所述门控电路处于打开状态时，待测信号在所述光阴极K上打出的光电子在所述倍增极Dy1、Dy2、Dy3依次倍增；

所述分压电路分别与所述阳极P、所述倍增极Dy4、… …、Dyn相连，用于保证所述阳极P、所述倍增极Dy4、… …、Dyn处于稳定工作状态。

进一步地，所述光电倍增管为端窗型或侧窗型光电倍增管。

进一步地，所述门控电路包括场效应管FETs，所述场效应管FETs具有源极s端、漏极d端和栅极g端，所述场效应管的源极s端和漏极d端分别连接所述光阴极K和所述倍增极Dy3，所述场效应管的栅极g端与所述脉冲延时控制器的输出端相连接；

所述光阴极K、所述倍增极Dy1、所述倍增极Dy2和所述倍增极Dy3之间各自通过一个电阻R1相连，所述倍增极Dy3再通过一个电阻R1与第一稳压电源相连。

进一步地，所述第一稳压电源提供240V正电压输入到所述倍增极Dy3。

进一步地，所述分压电路包括若干电阻R、若干电容C和电阻R0，所述电阻R0阻值是所述电阻R阻值的四倍，所述倍增极Dy4、… …、Dyn-1、Dyn之间各自通过一个电阻R相连，所述倍增极Dy4还通过电阻R0接地，所述倍增极Dyn、Dyn-1、Dyn-2之间各自再连接一个电容C，所述倍增极Dyn通过并联的电阻R和电容C与第二稳压电源相连，所述阳极P通过电阻R与第二稳压电源相连，所述倍增极Dyn与所述阳极P之间通过两个串联的电阻R相连。