GB/T 12564-2008 光电倍增管总规范

ICS27.120

F88OB

中华人民共和国国家标准

GB/T12564—2008

代替GB/T12564—1990,GB/T7270—1987,GB/T13708—1992

光电倍增管总规范

Genericspecificationforphotomultipliertubes

2008-07-02发布2009-04-01实施

发布

GB/T12564—2008

目次

前言ni

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4光源和辐射源7

5光电参数测量9

6其他性能的试验方法37

7标识38

附录A（资料性附录）光电倍增管认证用详细空白规范40

参考文献45

图1测试光电倍增管的暗箱实例10

图2阴极灵敏度的测试系统12

图3阴极光谱灵敏度测试方框图13

图4阳极灵敏度的测试系统15

图5喑电流测试电原理图18

图6光脉冲输入信号脉冲幅度测试方框图19

图7电离辐射输入信号脉冲幅度的测试方框图19

图8光电倍增管固有幅度分辨率测试方框图20

图9单电子幅度分辨率测试方框图（恒定光源法）21

图10单电子幅度分辨率测试方框图（脉冲光源法）21

图11具有稳定的高次级发射系数第一倍增极（例如GaP）的光电倍增管的典型多电子幅度分布……

22

图12喑电流噪声测试方框图23

图13用恒定光源测试噪声的方框图23

图14单电子分布曲线示意图24

图15单电子积分曲线示意图24

图16用调制光源测试噪声的方框图25

图17上升时间测试方框图25

图18渡越时间测试方框图27

图19有关渡越时间参数的图解28

图20单管渡越时间分散测试方框图29

图21双管渡越时间分散测试方框图29

图22单电子时间分布曲线30

图23最大线性电流测试方框图（偏振片法）31

图24脉冲输出电流与相对光通量的关系曲线31

T

GB/T12564—2008

图25最大线性电流测试方框图（双脉冲法）31

图26最大线性电流测试方框图（XY示波器）32

图27均匀性测试方框图33

图28光电倍增管输出电流的变化曲线36

表1环境试验的参考条件和标准试验条件9

表2对光电倍增管所施加的扭力矩37

表A.1详细空白规范的格式40

D

GB/T12564—2008

-1.Z-—1—

刖弓

本标准代替GB/T12564—1990«光电倍增管总规范》、GB/T7270—1987《光电倍增管测试方法》和

GB/T13708—1992«光电倍增管详细空白规范》。本标准是GB/T12564—1990.GB/T7270—1987和

GB/T13708—1992整合修订。本标准纳入GB/T7270—1987的基本内容，并将GB/T13708—1992

修改后作为本标准的资料性附录。

本标准与GB/T12564—1990相比主要差异如下：

——增加第2章“规范性引用文件”引用合适的国家标准；

——“阳极光照灵敏度”中增加“测量阳极光照灵敏度有两种方法，……”(5.2.3.1)；

—“闪烁探测器对^Cs的幅度分辨率”中增添“幅度分辨率计算公式”(5.3.2.1.3)；

—用GB/T10263—2006“环境试验的参考条件和标准试验条件”取代原标准试验条件和相应内

容(5.1.1)；

-各项环境试验(高温、低温、震动及运输包装试验等)全部按GB/T10263—2006《核辐射探测

器环境条件与试验方法》相应条款进行试验(6.4)。

本标准的附录A是资料性附录。

本标准由中国核工业集团公司提出。

本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中核(北京)核仪器厂、南京华东电子集团。

本标准主要起草人：李禄华、周焕华、田再田、司曙光、朱佶舟、吴其华。

本标准所代替标准的历次版本发布情况是：

——GB/T7270—1987；

——GB/T12564—1990；

——GB/T13708—1992O

ni

GB/T12564—2008

光电倍增管总规范

1范围

本标准给出光电倍增管相关术语，规定了光电参数的测试、其他特性的检查和试验以及标志等。

本标准适用于具有分立倍增极的光电倍增管的产品试验和检验。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T787电子管管基尺寸

GB/T2423.28电工电子产品基本环境试验方法试验T：锡焊试验方法

GB/T2423.29电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验U：引出端及整体的安

装强度

GB/T3189电子管引出帽连接尺寸

GB/T7274—1987电子管极间电容测试方法

GB/T10263—2006核辐射探测器环境条件与试验方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1辐射量和光量

3.1.1

辐［射］能radiationenergy

以辐射形式发射、传播或接收的能量。

3.1.2

辐「射能］通量radiationflux

辐［射］功率radiationpower

以辐射形式发射、传播或接收的功率。

3.1.3

辐.射］强度radiationintensity

在给定方向上的立体角元内，离开点辐射源（或辐射源面元）的辐射功率除以该立体角元所得的商。

3.1.4

辐「射］照度radiationillumination

照射到表面一点处的面元上的辐通量除以该面元的面积所得的商。

3.1.5

光light

能引起人眼视觉反应的辐射，广义上还包括紫外和红外辐射。

1

GB/T12564—2008

3.1.6

光通量lightflux

由标准光度观察者评价的辐通量，或者光谱灵敏度为标准视觉函数VQ）的选择性接收器所接收到

的辐通量。

3.1.7

发光强度luminousintensity

光源在给定方向的立体角元内发出的光通量除以该立体角元所得的商。

3.1.8

［光］照度lightillumination

照射到表面一点处的面元的光通量除以该面元的面积所得的商。

3.1.9

色温colourtemperature

在可见光区，光源的相对辐射功率分布与全辐射体在某一温度下的相对辐射功率分布相同吋，全辐

射体的这一温度称为该光源的色温。

3.1.10

电离辐射ionizingradiation

由直接电离粒子、间接电离粒子或由两者组成的辐射。

3.1.11

核辐射源nuclearradiation

发射或能够发射电离辐射的物质或装置。

3.1.12

闪烁scintillation

由电离粒子引起的持续吋间很短（几微秒或更短）的发光。

3.1.13

闪烁体scintillator

以适当的形式由一定量的闪烁物质组成的对电离辐射灵敏的元件。

3.1.14

闪烁探测器scintillationdetector

把闪烁体直接或通过光导与光敏器件（例如光电倍增管）进行光耦合所组成的辐射探测器。

3.1.15

切连科夫辐射Cerenkovradiation

当带电粒子在介质中的运动速度超过光在该介质中的速度时所产生的光辐射。

3.1.16

切连科夫探测器Cerenkovdetector

把能产生切连科夫辐射的介质直接或通过光导与光敏器件（例如光电倍增管）进行光耦合所组成的

用于探测相对论性粒子的辐射探测器。

3.1.17

脉冲堆积pulsepile-up

一个脉冲叠加在前一个脉冲上引起脉冲幅度失真甚至使一些脉冲无法分辨的现象。

3.1.18

分辨时间resolutiontime

能分辨开两个相继出现的脉冲或电离事件之间的最小吋间间隔。

2

GB/T12564—2008

3.1.19

光电峰photopeak

X或了辐射的能谱响应曲线的峰，它与探测物质中通过光电效应吸收的光子能量相对应。

3.1.20

全能峰totalenergypeak

全吸收峰totalabsorptionpeak

对于X或了辐射，相当于光子在探测物质中能量全部被吸收时的能谱响应曲线的峰。

注：全能峰与光电峰的不同之处在于前者考虑了由康普顿效应和电子对效应引起的全部吸收。

3.1.21

半高宽FWHMCfullwidthathalfmaximum)

半峰宽peakhalfwidth

在单峰分布曲线上纵坐标值为峰值一半的、两点的横坐标之间的距离。

3.1.22

光电流photocurrent

阴极电流cathodecurrent

由光辐射使光阴极发射的电流。

3.1.23

输出电流outputcurrent

阳极电流anodecurrent

由光辐射使光电倍增管输出的电流。

3.1.24

线性电流linearcurrent

与入射辐通量成线性关系的输出电流。

3.1.25

饱和光电流saturatedphotocurrent

饱和阴极电流saturatedcathodecurrent

在恒定辐照条件下，增加光阴极与作为光电子收集极的电极之间的电压吋，不变的或仅有不明显改

变的光电流。

3.1.26

饱和输出电流saturatedoutputcurrent

饱和阳极电流saturatedanodecurrent

在恒定辐照条件下仅增加末级电压吋，不变的或仅有不明显改变的输出电流。

3.1.27

饱和电压saturatedvoltage

在恒定辐照条件下，对应于饱和电流的极间电压。

3.1.28

收集电压collectionvoltage

第一倍增极与光阴极之间的电压。

3.1.29

末级电压finalvoltage

阳极与末级倍增极之间的电压。

3.1.30

工作电压operatingvoltage

阳极电压anodevoltage

阳极与光阴极之间的电压。

3

GB/T12564—2008

3.1.31

分压比voltagedistrbutingratio

光电倍增管诸相邻电极之间电压的相对比值，而以中间级的均匀分压电压值作为1。

3.1.32

前级分压比voltagedistributingratioinfrontstages

从光阴极到至少前面两个倍增极诸相邻电极之间电压的相对比值，而以中间级的均匀分压电压值

作为lo

3.1.33

后级分压比voltagedistributingratioinrearstages

倍增管最后几级诸相邻电极之间电压的相对比值，而以中间级的均匀分压电压值作为lo

3.2直流参数

3.2.1

阴极光照灵敏度cathodeluminoussensitivity

光电流除以入射于光阴极的光通量所得的商。

3.2.2

蓝光灵敏度、红光灵敏度和红外灵敏度bluelightsensitivity,redlightsensitivity,infrared

lightsensitivity

在某些特定的波长区，作为常规使用，可用特性已知的有色滤光片（蓝色、红色、红外滤光片）插入光

路后测得的光电流除以未插入滤光片的光阴极受照光通量，所得的商分别称为蓝光灵敏度、红光灵敏度

和红外灵敏度。

3.2.3

蓝白比、红白比、红外白比bluetowhiteratio、redtowhiteratio,infraredtowhiteratio

蓝光灵敏度、红光灵敏度和红外灵敏度与光照灵敏度的比值分别称为蓝白比、红白比和红外白比。

3.2.4

阴极辐射灵敏度cathoderadiantsensitivity

光电流除以入射于光阴极的辐通量所得的商。

3.2.5

阴极光谱灵敏度cathodespectralsensitivity

指定波长单色辐射的阴极辐射灵敏度。

3.2.6

量子效率quantumefficiency

发射光电子数与入射光子数的比值。

3.2.7

收集效率collectionefficiency

第一倍增极所收集的有效电子数与光阴极发射电子数的比值。

3.2.8

阳极光照灵敏度anodeluminoussensitivity

阳极输出电流除以入射于光阴极的光通量所得的商。

3.2.9

阳极辐射灵敏度anoderadiantsensitivity

阳极输出电流除以入射于光阴极的辐通量所得的商。

4

GB/T12564—2008

3.2.10

阳极光谱灵敏度anodespectralsensitivity

指定波长单色辐射的阳极辐射灵敏度。

3.2.11

增益gain

在一定工作电压下阳极输出电流与阴极电流的比值。

3.2.12

暗电流darkcurrent

在无辐照条件下光电倍增管的输出电流。

3.2.13

暗电流等效输入equivalentdarkcurrentinput

当直流信号输出电流等于喑电流时，所对应的入射辐射。

3.3脉冲幅度参数

3.3.1

信号［脉冲］幅度signal(pulse)amplitude

用一定强度的光脉冲重复照射光阴极时，阳极输出脉冲的平均幅度，一般以幅度分布曲线峰值对应

的脉冲幅度表示。对输入信号为单能的X或丫辐射，为全能峰峰值对应的脉冲幅度。

3.3.2

最大［脉冲］线性电流maximum(pulse)linearcurrent

输出电流偏离光电线性达10%时的电流值。

3.3.3

［脉冲］幅度分辨率(pulse)amplituderesolution

在输出脉冲幅度谱上，所研究的峰的半高宽与峰值脉冲幅度的比值。

3.4噪声参数

3.4.1

暗脉冲darkpulse

工作在完全黑暗中，并且隔离外界电离辐射时，光电倍增管输出的脉冲。

3.4.2

后脉冲postpulse

在时间上与信号脉冲有关联的乱真输出脉冲。幅度一般比触发信号脉冲幅度小，且发生在触发信

号脉冲之后的差不多固定的吋间间隔内。

3.4.3

闪烁脉冲scintillationpluse

由闪光引起的乱真脉冲。闪光主要由窗玻璃内的发光中心与足够能量的辐射之间的相互作用

产生。

3.4.4

暗电流噪声darkcurrentnoise

无辐照时输出的电流统计起伏的均方根值。

3.4.5

信号中噪声noiseinsignal

有信号输入时，输出的电流统计起伏的均方根值。

3.4.6

信噪比signaltonoiseratio

信号输出电流与噪声电流(喑电流噪声或信号中噪声)的比值。

5

GB/T12564—2008

3.4.7

噪声等效输入equivalentnoiseinput

当信号输出电流等于暗电流噪声时，所对应的入射辐射。

3.4.8

噪声能当量correspondentnoiseenergy

噪声等效能量equivalentnoiseenergy

输出暗脉冲积分曲线上与总计数率50S—】相应的一个阈值，由此阈值以Y辐射能量为标尺计算出

的相当能量或等效能量。

3.4.9

暗［脉冲］计数率dark(pulse)countingrate

输出喑脉冲谱上某两个阈值之间的总计数率。阈值以单电子的平均幅度作为标尺。

3.5时间参数

3.5.1

［脉冲］上升时间(pulse)risetime

用一定光通量的&函数光脉冲重复照射整个光阴极时，在输出脉冲波形前沿，幅度的10%与90%

的两点之间的平均时间间隔。

3.5.2

单电子［脉冲］上升时间singleelectron(pulse)risetime

光阴极发射单个电子引起的输出脉冲的上升吋间。

3.5.3

反射脉冲上升时间reflectedpulserisetime

用一个与光电倍增管阳极输出接头相连接的吋域反射计所观测到的反射脉冲的上升时间。

3.5.4

脉冲响应宽度pulseresponsewidth

用一定光通量的》函数光脉冲重复照射整个光阴极吋，在输出脉冲波形上两个半幅度点之间的平

均吋间间隔。

3.5.5

单电子脉冲响应宽度singleelectronpulseresponsewidth

光阴极发射单个电子引起的输出脉冲响应宽度。

3.5.6

［脉冲］下降时间(pulse)falltime

用一定光通量的&函数光脉冲重复照射整个光阴极时，在输出脉冲波形后沿，幅度的10%与90%

的两点之间的平均时间间隔。

3.5.7

单电子［脉冲］下降时间singleelectron(pulse)falltime

光阴极发射单个电子引起的输出脉冲的下降吋间。

3.5.8

渡越时间transittime

从一个&函数光脉冲照射整个光阴极的瞬间到输出脉冲前沿半幅度点的出现瞬间之间的吋间

间隔。

3.5.9

输入系统渡越时间inputsystemtransittime

一束光电子从光阴极渡越到第一倍增极所需的吋间。

6

GB/T12564—2008

3.5.10

倍增系统渡越时间multipliersystemtransittime

一束电子离开第一倍增极的瞬间与该电子束被倍增后到达阳极的瞬间之间的时间间隔。

3.5.11

输出结构延迟时间outputstructuredelaytime

一束电子到达阳极的瞬间与在输出接头上输出脉冲前沿半幅度点的出现瞬间之间的吋间延迟。

3.5.12

光阴极渡越时间差photocathodetransittimedifference

从光阴极中心发射的电子与从光阴极指定直径上某些规定点发射的电子之间的渡越吋间差。

3.5.13

渡越时间分散transittimejitter

时间分辨率timeresolution

从一个&函数光脉冲照射整个光阴极的瞬间到输出脉冲前沿半幅度点的出现瞬间之间所需吋间的

变化，以输出脉冲吋间分布曲线上的半高宽来量度。

3.5.14

单电子渡越时间分散singleelectrontransittimejitter

单电子吋间分辨率singleelectrontimeresolution

从一个$函数光脉冲照射整个光阴极的瞬间(使每次产生的光电子不多于一个)到输出脉冲前沿半

幅度点的出现瞬间之间所需时间的变化，以输出脉冲吋间分布曲线上的半高宽来量度。

4光源和辐射源

4.1标准光源

标准光源指作为光源标定标准或用作测试计量标准的光源。对于光电倍增管的直流性能测试，规

定采用A光源或按该光源标定的色温为2856K的鹄光源。

4.1.1一级标准光源

由国家权威机关标定或经该机关认可的标准光源，通过它可建立光的单位。

注：现有国际标准是在钳凝固温度下的全辐射体。

4.1.2二级标准光源

恒定的复制光源，可用一级标准光源来作比较而直接或间接地予以确定。

4.1.3三级标准光源

有规则使用的光源，应经常地按二级标准光源进行标定。

4.2辐射源

4.2.1可见光辐射源

对所考虑波长的单色辐射经过校正的一种标准光源或者标准光源和规定滤光片的组合。

4.2.2紫外辐射源

具有规定光窗和滤光片的低气压汞放电灯，该滤光片在253.7nm±经过校正。也可采用紫外标

准型高气压汞放电灯，该灯在366nm±的辐射是已知的。

4.2.3红外辐射源

对所考虑波长的单色辐射经过校正的一种标准光源或者标准光源和规定红外滤光片的组合。

4.3闪烁光源

4.3.1137Cs-NaI(Tl)闪烁光源137Cs-NaI(Tl)

用作光电倍增管幅度分辨率测试的规定光源。

："Cs核辐射源发射能量662keV的了射线引起Nal(Tl)闪烁体闪烁，光谱主要在蓝紫光区域。相

7

GB/T12564—2008

应于光电效应的闪烁，每个光脉冲约产生2X104个光子。闪烁体的闪烁衰减吋间约为0.25卩s。

4.3.255Fe-NaI(Tl)闪烁光源55Fe-NaI(Tl)

用作光电倍增管对低能辐射的幅度分辨率测试的规定光源。

'5Fe核辐射源发射能量5.9kcV的X射线引起皱窗NaKTl)闪烁体闪烁。

4.45函数光源

4.4.1概述

一种具有有限辐通量和无限窄宽度的脉冲光源。在光电倍增管吋间参数测试中，通常指光脉冲的

持续吋间比待测输出脉冲的持续时间窄得多(最大为1/3)的光源。5函数光源的强度分散不得超过等

效于37Cs-NaI(Tl)的闪光的百分之一。

4.4.2发光二极管光源

发光二极管光源每个脉冲的光输出在1〜1(/个光子范围内变化。对少于100个光子的闪光，典型

的上升时间为500ps,下降吋间近似等于上升时间，最快上升吋间只能用5函数电流脉冲激发才能获

得。当每个脉冲超过几百个光子吋上升吋间开始增大。用阶跃函数电流脉冲激发吋，上升吋间显著地

变慢。

用于发光二极管的脉冲发生器，可用水银开关脉冲发生器，典型的重复频率为400Hz；也可用雪崩

晶体管脉冲发生器，典型的重复频率为10kHz。这两种脉冲发生器都可引出触发信号来标记闪光的出

现瞬间。

4.4.3火花光源

水银浸湿开关火花光源的上升吋间约为500ps,下降时间稍长，并带有一个持续时间为几个纳秒的

指数型尾巴。在主脉冲后1,us左右常常产生多个脉冲，这些脉冲通常不会干扰测量。一般用带有充电

电缆线的水银开关作火花光源，典型的重复频率为400Hz。也可用自激放电闪光，重复频率约几千赫。

火花光源可引出触发信号来标记闪光的出现瞬间。

每个脉冲的光输出在1〜10s5个光子范围内变化.对于那些需要较强的光脉冲的测量，火花光源的

上升吋间可增大到1ns以上，而下降吋间可超过10ns。

火花光源的光谱分布包含紫外辐射，肉眼观察火花呈浅蓝色，可用于获得光阴极和倍增极的光电发

射，例如Be()和GaP(Cs)倍增极获得光电发射。

4.4.4切连科夫光源

可用带有B核辐射源(如”"Sr)的塑料薄片作光源，上升时间小于100ps,每个脉冲的光输出在1〜

100个光子范围内变化。光谱分布包含蓝光和紫外辐射，重复频率由辐射源的强度决定，而闪光在吋间

上是无规律的，因此不能提供电触发信号来标记闪光的出现瞬间。

4.4.5快闪烁光源

由核辐射源和快塑料闪烁体组成的光源，典型的上升吋间为400ps,下降吋间约为1.5ns,并带有

一个持续时间为几个纳秒的特征性的长尾巴。重复频率由辐射源强度决定，而闪光在吋间上是无规律

的，因此不能提供电触发信号来标记闪光的出现瞬间。

4.4.6锁模激光光源

He-Ne激光器(633nm)的脉冲宽度约为1ns,Ar激光器(588nm和514.5nm)的脉冲宽度约为

250ps,而Nd：YAG激光器(1.06“m)的脉冲宽度约在1ps〜50ps范围内，因此Nd：YAG激光器对快

速光电倍增管的吋间测量最为有用。

Nd：YAG激光器可提供电触发信号来标记每个脉冲的出现瞬间，重复频率通常在75MHz〜

200MHz范围内。对于某些光电倍增管的测量，即使75MHz的重复频率也嫌太高，用快速电光调制器

封锁不需要的脉冲可获得较低的重复频率。

1.06辐射的强度，可从大多数光阴极获得实用的光电发射，即使这些光阴极(如翁锂阴极)通常

不适用于这一波长。

8

GB/T12564—2008

用非线性晶体可将1.06“n的辐射倍频到532nmo这种皮秒脉冲可以强到每个脉冲包含10“个

光子，因此可用来获得GaP(Cs)倍增极和光阴极的光电发射，探测倍增极的表面，画出它的空间定时特

性图。

4.5标准光源的校正

4.5.1色温的校正

当光源的色温与全辐射体的分布温度相同吋，光源在该色温下的相对辐射功率分布可由全辐射体

在该分布温度下的相对辐射功率分布来表征，由于分布曲线具有连续性和可微，因此只要在蓝、绿、

红、红外几个特定波长上求得相对分布的校正，光源的色温也就得到了标定。作为一种快速的校正，只

要使规定的蓝、红两个波长上相对分布的红蓝比达到标定值即可。光源色温校正所需的设备仪器主要

是单色仪和辐射检测元件。

校正吋，先测标准光源，调节单色仪波长，测出每一波长下辐射检测元件的读数。再将标准光源换

成待校光源，测出每一相应波长下辐射检测元件的读数，并将此读数与标准光源所给出的读数一一

比较。

所需的光谱纯度的等级与光源辐射对于波长的变化速率有关。通常，对于所涉及波长，其光谱带宽

为该波长的百分之一数量级已足够狭窄。应引起注意的是应保证外界辐射不落在检测元件上。

精密光栅单色仪或两次分光单色仪均可用于提供高的光谱纯度，而校正过的热电偶或热电堆及其

有关的测试电路，通常用来测量单色仪出射狭缝的辐射功率。

有关色温校正方法的详细说明可参阅JJG213—1980检定规程。

4.5.2发光强度的校正

发光强度的校正在光具座上进行，采用标准光源、光度计和光电接收器。标准光源应为二级标准光

源，也可以是麦克贝司(Macbeth)光源。光度计通常用鲁末-布洛亨(Lummer-Brodhun)光度头，它应视

场清晰，界线分明，均匀对称。光电接收器可以是性能稳定的光电池、光电管、光电倍增管，或由标准色

度仪校正过的其他光敏器件。有关发光强度校正方法的详细说明可参阅JJG246—1981检定规程。

5光电参数测量

5.1测试条件

5.1.1参考条件和标准试验条件

光电倍增管应在参考条件或标准试验条件(见表1)下进行光电参数测量。

在不产生异议吋，通常可在正常大气条件下进行测量。

表1环境试验的参考条件和标准试验条件

影响量参考条件标准试验条件正常大气条件

环境温度厂C2018〜2215〜35

相对湿度/%6550〜7545〜75

大气压强/kPa101.386〜10686〜106

环境7辐射

0.1<0.25

(空气吸收剂量率)/SGy/h)

外磁场干扰可忽略小于引起干扰的最低值

外界磁感应可忽略小于地磁场引起干扰的2倍

放射性污染可忽略可忽略

5.1.2暗箱

光电倍增管的测试应在不透光暗箱中进行。用于灵敏度测试的暗箱通常分割为两节，一节供安置

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GB/T12564—2008

待测光电倍增管，另一节供固定光源。两节皆具有规定的孔径，中性减光器和滤光片则插入于分割处。

光源与待测光电倍增管之间的距离通常是固定的，也可以是可调的，但此距离应不小于光源灯丝线度的

200倍。图1示出了固定距离暗箱的实例。

光源和光电倍增管之间应设置一系列光阑，为防止连续性反射，光阑孔应具有锐利的边缘，且光阑

孔径应满足测试立体角的要求。与光电倍增管紧贴的光阑孔应保证在光阴极的有效面积上受照。光

源、光阑孔和光阴极受照面三者的中心应在同一轴线上。

整个暗箱的内壁和全部光阑应进行黑化，以防止内部光反射。

由于光源热量大，因此应对光源小室采取散热措施。

为调节光阴极而上的光照值，可采用导轨使光源在其上得以平行于光轴移动。若不得不改变光源

与光电倍增管之间的距离以获得另外的光照值，则对一标准测量来说，一般应该移动光电倍增管而不宜

移动光源。

5.1.3探头

核辐射测量装置的一部分，它有一个几何形状适当的外壳，在此外壳内有辐射探测器，还可能有前

置放大器及某些功能单元电路。对探头的要求如下：

a）外壳的设计应避免在光阴极区域有较高的电场。

b）外壳的内壁和光阑等应黑化以防止光反射。

0外壳不得有可探测的漏光，这可以在有和没有明亮的环境光照射外壳的情况下借助于光子计

数仪作半小时的光子计数来验证。

d）前置放大器的重要功能是使光电倍增管的输出和与其相连接的仪器之间获得最佳的耦合，所

以前置放大器应尽可能地安装在接近光电倍增管的输出端，使前置放大器的输入电容尽可能

地小。此外，由于前置放大器对整个测试装置的噪声有着重大影响，因此应尽可能地减小其纹

波和噪声。

5.1.4测试仪器

5.1.4.1电源

电源应稳定，高压电源应具有1X10-4稳定度，纹波和噪声应不大于10mVo

5.1.4.2直流测试仪器

微电流计等测试仪器其指示精度应小于1%。

光源的供电电源的稳定度应小于0.1%,其指示精度应小于0.5%。

5.1.4.3脉冲测试仪器

测试所用的仪器的技术指标不应对参数的测试有明显的影响。

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GB/T12564—2008

5.1.5测试工作状态

5.1.5.1选择、调整分压器

选择调整分压器步骤如下：

a）流过电阻分压器的电流至少应为阳极平均电流的20倍。对于那些发射电流很大的倍增极，其

极间电压应单独地稳定（如采用单独的电源）。

b）当阳极峰值电流远大于阳极平均电流时，应在倍增极之间或倍增极与地之间跨接电荷储存电

容，以保证在脉冲的持续时间内能有效地维持倍增极所需的电位。

c）应根据测试要求选择或仔细调节分压比，以期获得参数的最佳值。

5.1.5.2选择工作点

测试吋，不允许超过光电倍增管极限参数所规定的值，如最高增益、最大工作电压、最大极间电压和

最大平均阳极电流等。

5.1.5.3选择阳极负载电阻

应根据所测参数的情况，选择相应的最佳阳极负载电阻值，同吋应使阳极与地之间的分布参数尽可

能小。

5.1.5.4选择成形方法和时间常数

应采用适合于最佳性能的脉冲成形方法和时间常数，并加以注明。

5.1.5.5建立稳定状态

应待光电倍增管和整个测试装置建立稳定工作状态后才能获取数据，另有规定除外。

注：整个测试系统应避免电路的漂移和基线偏移。

5.1.6测试环境

5.1.6.1环境光

测试室应具有适当的光屏蔽条件，以避免环境光对光电倍增管的影响。

5.1.6.2电磁场

电磁场要求如下：

a）在光电倍增管周围应加与玻壳接触的静电屏蔽层，该屏蔽层通过一高阻（如几兆欧）接至光阴

极电位，以获得最好的测试重复，同时也可避免可能产生的玻壳的场致发光、玻璃的电解和

玻壳表面的电荷积累。

b）光电倍增管测试前应退磁，测试吋应加一磁屏蔽筒，该屏蔽筒超出光阴极面的长度应不小于

光阴极半径。值得注意的是，即使地磁场的强度也足以影响测试。

5.1.6.3本底核辐射

存在本底核辐射的环境下，应采取适当的核辐射屏蔽措施，以保证光电倍增管的暗电流和噪声等参

数的测量不受其影响。

5.1.7注意事项

5.1.7.1清洁处理

测试前，光电倍增管的管壳、管基和管座应清洗干净，以防止产生外部的漏电和噪声效应。

5.1.7.2避光存放

光电倍增管在测试之前应在黑暗中存放适当吋间。

5.2直流参数和特性测试方法

5.2.1阴极灵敏度

5.2.1.1阴极光照灵敏度

阴极光照灵敏度的测试在暗箱内进行，测试系统如图2,辐射源为标准光源。

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图2阴极灵敏度的测试系统

光阴极面上的光通量和阴极光照灵敏度分别按式（1）和式（2）计算:

Sk=#（2）

式中：

Fk——光通量，单位为流明dm）；

W―发光强度，单位为坎德拉（cd）；

L距离，单位为米（m）；

A——光阴极面的面积,单位为平方米（n?）；

几一一中性减光器的透射率；

Sk——阴极光照灵敏度，单位为微安每流明（pA/lm）；

h——阴极光电流，单位为安培（A）。

测量阴极光照灵敏度，通常采用10勺lm〜IO"lm范围的光通量。所用的光通量值不应太大，否则

由于光阴极层的电阻损耗会引起测量误差；也不能太小，否则由于欧姆漏电流会使对光电流的精确测量

难于进行。

在图2所示的测试电路中，至少应使最前两级倍增极也工作在正常电压下，以使电场分布不受影

响。若光电倍增管按二极管接线对电场分布的影响并不大时，也可按二极管接线。

通常R是一个1MQ电阻，其作用是在测量过程中光电倍增管一旦受损（例如放电或短路）吋限制

支取电流。

由于所测电流很小，所以应注意防止漏电。所加电压应足够大以保证饱和，一般为100V-400Vo

可用升高一倍电压的方法来检验是否达到饱和，若已达到饱和，则升高电压只能使电流有微小的增加。

5.2.1.2阴极辐射灵敏度

测试系统仍如图2所示，但辐射源为标准辐射源。

若标准辐射源对一定方向上的辐强度作过校正，则与此方向垂直的光阴极面上的辐通量和阴极辐

射灵敏度分别按式（3）和式（4）计算：

0k=