光电倍增管及发光二极管特性测试

1. 光电倍增管及发光二极管特性测试 • 实验目的 • 实验仪器 • 实验原理 • 实验内容 • 思考题

2. 实验目的 • 掌握发光二极管光谱特性及其光电倍增管特性测量。

3. 实验仪器 • 单色仪一台、恒流源一台、光电倍增管测量仪一套、标准发光二极管一只、被测发光二极管一只。

4. 实验原理 光源的光谱测量通常可通过专用光谱仪来完成，用这种方法来测量光源的光谱，对光谱仪的要求较高，测量的精度主要取决于光谱仪。另外还有一种相对光谱测量方法，相对测量法是指在已知同种标准光源光谱分布的情况下，通过相互比对来获得被测光源的光谱分布的方法。假设波长为λ的标准光源的光谱响应为 ，被测光源的光谱响应为 ， 在同等条件下(相同的测量装置、相同的测量位置、相同的环境、相同的驱动电流等)，对应同一光谱测量设备，标准光源的光谱响应电流为 ，被测光源的光谱响应电流为 ，则下列等式成立：

5. 实验原理 = 绝对测量法对光谱仪的要求较为严格，测量的精度主要取决于光谱仪。相对测量法要求有进行比对用的标准光源，且该器件的光谱分布为己知，而对光谱仪要求相对较少，只要求光谱仪的波长响应范围足够，且保持一定的稳定性。相对测量法还要求被测光源和标准光源的测量保持同等条件。

6. 恒流源 单色仪 高压电源 LED ED 光电倍增管 图1 实验内容 1、发光二极管相对光谱分布检测： Ａ、待测管（１号）光谱输出值的测量： 实验装置图如图1所示。发光管的工作电流取1０ｍＡ，光电倍增管工作电压为5００Ｖ，按６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６４５、６５０、６５５、６６０、６７０、６７５、６８０、６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０ｎｍ的波长间隔分别读出光电倍增管对应的输出电流，并找出峰值波长及响应电流，测三遍取平均值。

7. 波长 （ｎｍ） P2(λ)相 波长 （ｎｍ） P2(λ)相 波长 （ｎｍ） P2(λ)相 波长 （ｎｍ） P2(λ)相 600 0.181 645 0.538 670 0.921 700 0.328 610 0.343 650 0.628 675 0.718 710 0.307 620 0.360 655 0.769 680 0.523 720 0.288 630 0.397 660 0.895 685 0.397 730 0.233 640 0.460 665 1.000 690 0.361 740 0.189 实验内容 • Ｂ、将标准管（２号）取代１号管，注意尽量保持和1号管相同的工作条件。重复Ａ步骤，测出２号管的光谱响应电流及峰值波长对应的响应电流。 • C 、标准管（２号）相对光谱分布如下表所示：

8. 实验内容 • 2、光电倍增管特性测试： 阿a、测量放大倍数与偏置电压工作关系： 将２号管作为光源（工作电流为10mA），调节单色仪使光电倍增管输出最大（峰值波长处），改变光电倍增管偏压从200Ｖ一700Ｖ，每隔１００Ｖ测一点，测三遍取平均值。作出光电倍增管输出电流对应高压的Ｉ一Ｖ曲线。 ２b、测量光电倍增管的光电特性： 将２号管作为光源，倍增管偏压为5００Ｖ，调节单色仪使其处于发光二极管峰值波长处，将２号管工作电流分别调至1ｍＡ、2ｍＡ、3ｍＡ、4ｍＡ、5ｍＡ、6ｍＡ、7ｍＡ、8ｍＡ、9ｍＡ、10ｍＡ并读出对应的倍增管响应电流值，重复二遍求平均值。画出发光二极工作电流对应光电倍增管响应电流的曲线。

9. 思考题 • １、请问采用本实验方法测量发光二极管相对光谱能量分布对光电倍增管的光谱响应度有什么要求？为什么？ • ２、采用本实验方法测量发光二极管相对光谱能量分布的主要误差来源是什么？ 3、若要测量光电倍增管的光谱响应曲线，应如何进行？请画出简要装置图，并叙述主要步骤。