想搞定PMT，得先学会计算量子效率与增益

PMT作为光电探测领域的“扛把子”，身上的每一处性能与参数特点都被经常被大家拿出来反复钻研，这当然就包括PMT的量子效率与增益。那今天这篇文章就“手把手”教大家这两个关键参数的计算方法，建议先收藏后学习。

特定波长下，PMT量子效率如何计算？

问：PMT产品规格说明书里面没有给出量子效率曲线，只有灵敏度典型曲线，那如何才能知道特定波长下量子效率的大小？

通常量子效率可以表示为：从光阴极面发射的光电子数除以入射光子数的值，一般用η表示，是一个百分数。一般来说入射光子能量被光阴极面材料所吸收，得到能量的电子并非都能成为光电子发射出来，而是存在某一随机过程。

通常来说，辐射灵敏度和量子效率有关系。而光电倍增管能通过相关测试得到辐射灵敏度的数据，因此我们可以先获得实际测试的管子的辐射灵敏度，然后计算量子效率。首先用标准光电管或半导体光电器件测试待测波长的入射光辐射通量Lp，而后把要求测试辐射灵敏度的光电倍增管固定好，测出光阴极电流Ik。辐射灵敏度Sk等于光阴极电流Ik除以光通量Lp。单位A/W。

利用得到的辐射灵敏度，我们可以求出对应的量子效率。量子效率等于hc除以λe，乘以对应波长的Sk后取百分数。其中h是普朗克常数，c为光速，λ 为波长，e是电子电荷量。

根据上述公式我们就能推算出对应波长量子效率的值。所以如果想知道量子效率的分布，其实可以通过数据手册中灵敏度的典型值来计算出对应的量子效率。

PMT供电高压与增益之间的函数关系？

问：在进行PMT增益调节时，PMT的供电高压与增益之间有何种函数关系？

先说答案，基本上PMT的工作电压增高则增益变大。
光电倍增管的增益又可以简单的认为是管子的放大倍数，电流倍增率等。从下面的光电倍增管原理图上可以知道，PMT是通过光电阴极面将光子转换成光电子后，加速轰击后级倍增级，依次叠加倍增后进行输出。

光电倍增管的增益等于阳极输出电流与阴极电流值之比。从前面讲的原理可以知道，中间这个比值大小主要和PMT内部各级的光电子收集效率，倍增级的二次电子发射系数有关。

二次电子发射系数δ是倍增极间电压 E 的函数。δ等于a乘以E的k次方。这里 a 是常数，K由电极的结构和材料决定。

那么更进一步的来说，在一个比较普遍的极间电压设定条件：均分压情况下，假设α=1，光电倍增管倍增级数为n，电流增益 μ对工作电压V的变化有如下的关系式。U等于a与E的k次方乘积的n次方。等效变换后，将常系数设为A。那么整个公式可以变成增益μ等于A乘以工作电压V的kn次方。

那么我们可以知道电流增益与工作电压的Kn次方成正比。一个具有典型的工作电压对增益的关系如下面的图。用双对数坐标曲线，直线的斜率为Kn。一般情况下，工作电压增加则增益提高。