科學新發(fā)現(xiàn)、理解大自然的根本動力是好奇心，人們又通過對自然的仔細思考和實驗推動了科學的發(fā)展。在追尋未知未涉的過程中，最簡單的探測和記錄裝置就是我們人類自身的感覺器官，但是對于現(xiàn)代科學，這種“自然”的探測器要么靈敏度不夠，要么適用范圍不廣。就拿我們人眼為例，要產生視覺影像至少得幾十個光子，而一個光電倍增管可以很容易地探測到單光子；人眼觀察的光譜也只是集中在可見光（400-800nm），而自然界的電磁波頻譜從廣播電波到微波、紅外輻射、可見光、紫外光、X射線、伽馬射線，足足跨越了23個量級。

我們的眼睛了解世界是有限的，而好奇心賦予了人類對未知未涉世界的渴望，也推動了光探測器技術的發(fā)展。濱松公司的研發(fā)一直是從與光的對話開始的，從最初的光電管、攝像管的研發(fā)生產開始，逐步發(fā)展到擁有光探測器及光源、半導體光電產品、圖像分析與計測裝置、激光以及相關技術等全系列光電產品的公司。在濱松公司發(fā)展過程中光電倍增管技術起到了不可磨滅的作用，也一次又一次地把濱松公司的探測器產品推向了世界的舞臺。

光電倍增管是一類用于極微弱光探測的真空電子管，第一只光電倍增管（PMT）于80多年前由美國國家輻射公司（Radio Corporation of America）發(fā)明，并于1936年首次成為商用產品。濱松公司從1955年開始了對光電倍增管技術的研發(fā)，經過了無數次的實驗和磨練以后生產出了性能優(yōu)于其他廠家的光電倍增管，并且在1959年側窗型光電倍增管投放市場。經過50多年的發(fā)展，濱松公司已經成為了世界上技術最先進、產品種類最全、市場占有率最高的光電倍增管生產廠家。

光電倍增管由光陰極、電子光學系統(tǒng)、倍增級、陽極、真空保護殼組成，其中光陰極是由逸出功較小的堿金屬化合物鍍膜形成，光陰極在一定能量的光子照射下發(fā)生外光電效應，將光子轉化成電子，電子在電場約束下通過電子光學系統(tǒng)進入倍增級，電子通過電場加速后轟擊倍增級表面的二次電子材料實現(xiàn)電子的倍增，電子信號經過多級倍增以后可以達到105-109倍的放大，最后放大后的信號被陽極收集輸出。由于光電倍增管優(yōu)秀的倍增特性，到目前為止光電倍增管仍然在很多極微弱光探測領域有著不可取代的地位。

從結構上光電倍增管可以分為側窗型光電倍增管和端窗型光電倍增管，不過這樣很難充分體現(xiàn)光電倍增管的本身特性。下面我們就從功能和應用上對光電倍增管進行一下簡單介紹。

常規(guī)光電倍增管

光電倍增管用在光學測量儀器和光譜分析儀器中,它能在低光量光度學和光譜學方面測量波長115-1700nm的極微弱輻射功率。閃爍計數器的出現(xiàn)，進一步擴大了光電倍增管的應用范圍，激光檢測儀器的發(fā)展與采用光電倍增管作為有效接收器密切相關，我們的日常生活和健康也離不開光電倍增管。目前光電倍增管被廣泛地應用在冶金、電子、機械、化工、地質、醫(yī)療、核工業(yè)、天文和宇宙空間研究等領域，也和我們的日常生活息息相關。

濱松光電倍增管大家族，從Macro到Micro

     圖中的20寸光電倍增管為世界最大的光電倍增管，并于2014年獲“IEEE”里程碑認證

超級神岡實驗中的濱松20英寸光電倍增管（共11200個）

高溫光電倍增管

常規(guī)的光電倍增管一般的使用溫度是-30℃-50℃，如果常規(guī)的光電倍增管超過50℃工作，首先噪聲會變的非常大；其次高溫也會加速光電倍增管陰極和倍增級材料的性能退化，降低光電倍增管壽命。在我國一般的石油勘探都要達到3500m左右的地層，而在這個地層下溫度高達175℃，常規(guī)的光電倍增管就無法滿足要求了，為了這樣的應用環(huán)境，我們開發(fā)了耐高溫、耐振動的高溫光電倍增管產品。

低溫光電倍增管

低溫作用下光電倍增管的陰極面電阻會變的非常大，面電阻增大會阻礙陰極電流的流出，所以常規(guī)的光電倍增管在低溫下工作時候，陰極線性電流會變的非常小，極大限制了光電倍增管的應用，尤其是在一些類似液氙、液氬環(huán)境中進行的直接暗物質探測的試驗中。濱松公司通過低溫堿源技術，以及在陰極面內部鑲嵌金屬輻條技術，大大的降低了低溫下陰極面的面電阻，使光電倍增管低溫下使用成為了可能。

低本底輻射光電倍增管

低輻射光電倍增管是隨著宇宙射線探測、暗物質探測應用而生的，在我們自然界中存在著大量的天然放射性物質，鈾系、釷系、鉀等物質是自然輻射的主要來源，當然在我們常規(guī)的玻璃管殼中也存在較高的自然輻射本底，然而由于輻射與光陰極面反應截面很小，自然輻射對于我們常規(guī)的光探測幾乎是沒有影響的，但是對于閃爍測量，尤其是對本底要求很高的暗物質檢測的試驗中，這些本底輻射可能就是致命的，會對有效信號造成干擾，從而影響實驗的效果。濱松公司一方面采用無鉀玻璃作為光電倍增管管殼來降低本底，另一方面為了進一步降低本底，濱松公司采用金屬作為光電倍增管外殼、用陶瓷作為基板，通過這樣的措施可以將本底降到常規(guī)光電倍增管的１／１０以下。

位置檢出型光電倍增管

光電倍增管大多數情況下是作為點探測器使用的，然而像ＰＥＴ、伽馬相機等既要判斷入射光電強度，又要判斷光斑位置的應用，我們可以采用在閃爍體技術以及計算機數據處理等方法，用常規(guī)光電倍增管實現(xiàn)應用；如果我們要達到更好的位置分辨效果，就需要位置檢測型光電倍增管了。位置檢測型光電倍增管一般采用通道式的打拿極結構，這樣的結構可以有效地把電子倍增過程約束到一個很小的空間內，這樣可以降低通道間的串擾，根據陽極結構的不同我們也把位置檢測型的光電倍增管分為多陽極光電倍增管和位敏型的光電倍增管，多陽極光電倍增管采用多個獨立的陽極作為輸出，而位敏型的光電倍增管則采用十字金屬板的陽極，通過Ｘ、Ｙ軸信號的大小來判斷光的位置和強度。

ＭＣＰ型光電倍增管

時間響應特性和時間分辨能力是光電倍增管非常重要的參數，尤其是用在一些熒光壽命檢測或者是快速時間響應的應用中，例如系統(tǒng)事業(yè)部生產的Ｑ－τ（熒光壽命分析儀），就利用了ＭＣＰ－ＰＭＴ的高時間分辨能力。ＭＣＰ（微通道板）是一種通道式的電子倍增系統(tǒng)，能夠對帶點粒子、X射線、極紫外等射線進行探測，同時作為電子倍增系統(tǒng)具有極高的時間分辨率，可以達到Ps級別，利用MCP作為倍增系統(tǒng)的光電倍增管，不僅可以探測光，同時也具有時間分辨率高的特點。

混合型光電倍增管

混合型光電倍增管在我們銷售過程中不太常見，不過由于其能量分辨率高、時間響應速度快等特點，在高能物理研究領域有著非常重要的地位。從結構上看混合型光電倍增管由前級的光電陰極、電子加速系統(tǒng)、半導體雪崩系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)構成�；旌闲凸怆姳对龉荜帢O接收光子產生光電子，電子在高壓加速系統(tǒng)中加速，高能量的電子轟擊半導體，利用雪崩效應產生大的增益，最后電子由輸出系統(tǒng)輸出。

μ-PMT是ＭＥＭＳ技術和真空電子管技術的完美結合，他利用ＭＥＭＳ技術在硅晶片上加工打拿極，利用真空電子管技術形成光陰極以及倍增級。雖然他僅僅手指大的體積，但是他可以實現(xiàn)１０６倍的增益。μ－ＰＭＴ為光電倍增管的發(fā)展開辟了一條新的道路，使我們看到光電倍增管微小化、集成化、柔軟化成為了可能，也使我們看到了光電倍增管更廣的發(fā)展和未來。

濱松微光電倍增管（μ-PMT）為世界上最小的光電倍增管

在半導體探測器蓬勃發(fā)展的今天,有人說光電倍增管快過時了。不過我們看到的是濱松更高量子效率、更低噪聲、更耐環(huán)境的光電倍增管技術研發(fā)，以及新型的μ－ＰＭＴ的技術研發(fā)。我們可以相信光電倍增管技術永無止境，而且必定還會在我們未來的生活和科學研究中發(fā)揮更大的作用