光电成像原理
第四章辐射图像的光电转换辐射信号光电阴极电信号
4.1 光电发射的物理模型
足够大，它和物质中的电子相互作用，致
使电子逸出物质表面。光电发射效应：当光照射某种物质时，若入射的光子能量
4.3 受激电子向表面迁移过程的分析散射
受激电子能量损失向表面迁移自由电子散射：高浓度的自由电子会使受激电子在运动过程中受到很强的电子散射。
发生在金属光电发射材料内的主要散射。
半导体光电发射材料的自由电子散射可忽略不计。晶格散射：晶体中晶格振动对受激电子的散射。半导体光电发射材料中比较主要的一种散射。晶格散射过程发射一个声子，能量损失小；两次晶格散射之间受激电子的平均自由程较大。
束缚电子碰撞电离：受激电子向表面迁移时，与价带电子或其
它束缚能级上的电子发生碰撞，产生电离。
碰撞电离阈值能量：2～3E g
E g ——禁带宽度
选择合适的禁带宽度可避免碰撞电离。
其它散射：晶体缺陷产生的散射；晶体中应力产生的散射；
晶体边界处产生的散射。
4.5 典型实用光阴极
实用光阴极需满足的条件：
1. 光吸收系数大；
2. 光电子在体内传输过程中能量损耗小，使逸出深度大；
3. 电子亲和势低，使表面逸出几率高。
光阴极分类——按敏感的光谱范围：
1. 对紫外光灵敏的光阴极2. 对可见光灵敏的光阴极3. 对红外光灵敏的光阴极
一、银氧铯（Ag-O-Cs ）光阴极
Ag-O-Cs:also called S-1. This was the first compound photocathode
material, developed in 1929. Sensitivity from 300nm to 1200nm.
Since Ag-O-Cs has a higher dark current than more modern materials photomultiplier tubes with this photocathode material are nowadays used only in the infrared region with cooling.
工艺
银层氧化：4Ag +O 2→2Ag 2O 引铯激活：Ag 2O +2Cs →2Ag +Cs 2O
基本成分
Cs 2O 和Ag
特点
1. 量子效率较高2. 灵敏度较高3. 热电子发射小4. 制造工艺简单
目前理论和工艺方面最成熟的光阴极，应用比较普遍。
特点1. 量子效率较高
2. 灵敏度极高3. 热电发射小
4. 可见光范围内光谱灵敏度均匀
微光夜视器件的出现正是由于多碱光阴极研制成功的结果。
厚三碱光阴极：增加长波响应，长波阈延伸至900nm ；
提高了长波光照灵敏度，蓝光灵敏度降低。
GaAs (gallium(II) arsenide): This photocathode material covers a wider spectral response range than multialkali, from ultraviolet to 930nm. InGaAs (indium gallium arsenide): Extended sensitivity in the infrared range compared to GaAs. Moreover, in the range between
900nm and 1000nm, InGaAshas a much better signal to noise ratio than Ag-O-Cs. With special manufacturing techniques this photocathode can operate up to 1700
nm.