1　引言
　　光电倍增管PMT(photomultiplier tube)是一种建立在光电子发射效应、二次电子发射和电子光学理论基础上，把微弱光转换成光电子并获倍增的重要的真空光电发射器件。光电倍增管于1934年第一次研制成功，它作为弱光探测器已有70多年的发展历史。自80年代开始，光电倍增管进入飞速发展的阶段，各种结构和功能的光电倍增管层出不穷，性能参数也不断提高。光电倍增管也正是凭着优越的性能被广泛应用到光谱分析、遥感卫星测量、高能物理、医学影像诊断、环境监测、军事侦察等广阔领域。
　　2　光电倍增管的工作原理和基本特性
　　2.1光电倍增管的一般结构及工作原理
　　光电倍增管由光电发射阴极(光阴极)和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极(阳极)等组成。典型的光电倍增管按入射光接收方式可分为端窗式和侧窗式两种类型。
　　光电倍增管的工作原理可用图1说明，其中光阴极可根据设计需要采用不同的光电发射材料制成。聚焦电极与光阴极共同形成电子光学聚焦系统，将光电阴极发射的电子汇聚成束并通过导电膜孔打到电子的阳极。在高速初电子的激发下，第一倍增极被激发出若干二次电子，这些电子在电场的作用下，打到第二倍增极处，又引起更多的二次电子发射，此过程一直持续到第十。最后，经倍增的光电子被阳极收集作为信号输出。(如图1)
　　因为采用了二次发射倍增系统，所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器中，具有极高的灵敏度和极低的噪聲。另外，光电倍增管还具有响应快速、成本低、阴极面积大等优点。
　　2.2光电倍增管的基本特性
　　(1)灵敏度和工作光谱区
　　光电倍增管的灵敏度S是指在11m的光通量照射下所输出的光电流强度，即
　　S＝i／F
　　S单位为μA／1m。显然，灵敏度随入射光的波长而变化，这种灵敏度称为光谱灵敏度，而描述光谱灵敏度随波长而变化的曲线称为光谱响应曲线，由此可确定光电倍增管的工作光谱区和最灵敏波长。
　　(2)暗电流
　　
　　图2为光电倍增管阳极回路输出脉冲计数率△N随脉冲幅度大小的分布。光阴极发射的电子(包括光电子和热发射电子)形成的脉冲幅度大部集中于横坐标中部，形成“单光电子峰”。将脉冲幅度用甄别器将高于Vh的脉冲鉴别输出，并采取措施限制热发射电子的产生，就可实现单光子计数。下面几个实验都是利用单光子计数来进行对弱光信号的测量。(如图2)
　　3.2激光喇曼光谱实验
　　激光喇曼光谱是激光光谱学中的一个重要分支，应用十分广泛。在我们的实验中信号采集用CR131型光电倍增管为侧窗型，直径1～1／8英寸、九级倍增，透紫玻壳、多碱光阴极。其光谱响应范围为185～900nm，峰值波长为400±30nm，并采用鼠笼型9级倍增系统。阈值范围：0.1～5V；分辨时间：1μs；高压稳压电源负0～1500V。具有宽广的光谱响应特征。具有宽广的光谱响应特征，增益高、暗电流低、工作稳定等特点，是理想的微光接收器件。
　　3.3原子光谱实验
　　我们在原子光谱实验中用新一代WDS-8A型光栅光谱仪作了氢氘原子光谱，采用光电倍增管来采集信号，负高压0～1200V。实验中测不同波长图谱时根据谱线的强弱采用不同高压，如测656nm光谱时只用400V高压，测410nm就要把高压加到900V；扫描速度用最慢速，出射和入射狭缝在0.03-0.08mm；通过实验可以精确的把氢氘原子谱峰分开，误差在0.02nm。传统的光栅光谱仪使用胶片作为拍摄介质，时间慢，耗材多。光栅光谱仪采用光电倍增管采集信号，具有分析精度高，测量范围大，速度快且仪器本身无损耗等优点，所以越来越多的学校采用新型的光栅光谱仪。
　　3.4单色仪玻璃透过率实验
　　单色仪是常用的基本光谱仪器，用它可获得各种颜色的单色光，常用于测量介质的光谱特性、光源的光谱能量分布及光电探测器的光谱响应等。在本实验中我们用氘灯定标，钨灯测掺钕玻璃的透过率。单色仪的接受系统是光电倍增管，溴钨灯作光源，出射和入射狭缝在2.0mm，光电倍增管电压一般为300V左右，测出样品对不同波长的光谱透射率。用光电倍增管比光电池或功率计更精确，误差在0.1nm。
　　4　结语
　　光电倍增管作为弱光探测的有力手段之一，广泛地应用于检测紫外、可见以及红外范围的电磁谱中的辐射能，而且在此范围内，是目前能够得到的最“灵敏”的辐射能检测器。随着整个科学技术的发展，光电倍增管的发展速度越来越快，其基础工艺不断改进，性能参数逐步提高，许多特种功能和特种结构的光电倍增管也不断涌现。所以越来越多的实验会采用光电倍增管采集信号，所的结果也会更加精确。