第一步：光电阴极的表面材料吸收一部分数量波长的光子，由于吸收了光子的能量，则 产生激发电子；这一过程中表面吸收的光子数量和相应的波长主要由表面材料的吸收系数决 定，光电阴极表面材料对光子吸收能力的强弱一般用吸收系数来描述，其中吸收系数是

入射光子频率的函数。 第二步：受到激发的电子向阴极表面运输，期间经过各种弹性和非弹性碰撞，光电子在

途中损失一部分的能量； 第三步：如何受激发的电子在到达阴极表面时还有能量能突破表面势垒，则完成光电发

射的全过程。  如图 2。2 给出了 GaAs：Cs-O 光电阴极光电发射的示意图。 文献综述

GaAs:Cs-O 光电阴极光电发射的示意图

图中 Ec 是导带底能级， Ev 是价带顶能级， EF 是费米能级， Evac 是真空能级，s 是表面 能带弯曲量， ds 是接近表面能带弯曲区的宽度。 

2。3 透射式 GaAs 光电阴极参数

目前在研究机构对于透射式 GaAs 光电阴极的优劣评价主要依靠光电阴极的实际参数， 例如有：积分灵敏度、光谱响应率、量子效率等。同时，根据透射式 GaAs 光电阴极的理论 量子效率公式，阴极材料的电子表面逸出几率 P、电子扩散长度 LD、光电阴极窗口层厚度、 前后表面复合速率以及阴极的厚度 T 对量子效率有非常重要的影响。 

2。3。1 光谱响应率

 光谱响应指的是：光电阴极材料吸收各个波段光的能力，定量地说，光谱响应指的是

波长确定的单位个数的光子，经过光电阴极表面材料的吸收，转化为载流子的个数。W(λ)是 指当入射到阴极表面的光为单色光时，它的辐射功率，I(λ)表示由电子吸收光子转化为光电子 所产生的光电流，则阴极的光谱灵敏度为 S(λ)=I(λ)/W(λ)。因此可以通过这个关系式求出光电 阴极的光谱响应率。 

2。3。2  量子效率

量子效率（Quantum Efficiency）,又称光电转化效率（Monochromatic Incident

Photon-to-Electron Conversion Efficiency）。在光电阴极中是指，阴极材料吸收单位个光子，经 过阴极体内一系列的光电发射过程，最终转化为阴极外光电子的个数。因此量子效率是指单 位的光子数被表面材料吸收，然后经过外光电效应之后所发射出来的光电子数。实际上，在 光电阴极领域中量子效率和阴极的光谱响应是两个可以相互转化的参数。量子效率 Y(λ)和光 谱响应 S(λ)可以通过下列公式（2。1）转化： 

Y () hc S () 1。240 S ()

上式中 h=6。62606896×10（-34） J·s 为普朗克常数；c=3。0×108m/s 为光在真空中的传播速；

e=1。6×1019c 为单位电子电荷量，λ 为入射光子的波长，单位为 nm，此时 S(λ)的单位为 mA/W。 通过上述中量子效率的理论知识和光电阴极“三步模型”的过程，可以将量子效率分为

三部分与“三步模型”一一对应。①Y1(λ)是指光电阴极的阴极吸收单位入射的相应的波长的 光子，之后早阴极体内产生的光电子的个数；②Y2(λ)是指光电子在阴极体内的能带运输过程 中，在此过程中受到一系列的能量损失，并到达阴极表面材料的几率；③Y3(λ)是指到到达阴 极表面的有剩余能量的光电子突破电子表面亲和势之后，逸出到真空中的几率。所以总的量

子效率 Y () Y1 () •Y2 () •Y3 () 。 来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*