混合探測器又叫混合型光電探測器，簡稱HPD(Hybrid photon detector)。混合探測器也具有倍增功能，與光電倍增管(PMT)的區別主要是倍增方式不同---混合探測器的倍增級采用的是一種半導體元件，這也是它被稱為混合探測器的原因。

傳統光電倍增管實現電子的倍增是通過多個分離的打拿極進行倍增，所以傳統的光電倍增管也稱之為打拿型光電倍增管。混合探測器光陰極釋放的電子直接入射到半導體中，然后通過半導體進行倍增，最后通過陽極輸出。

混合探測器直接使用半導體取代打拿極，對電子進行倍增。具有倍增分散比較小，而且具有能量分辨率高、穩定性高的特點。

混合探測器內部結構圖

下面將對混合探測器的參數進行詳細的解析。

一，增益分布

由于混合探測器陰極面的電子的打入增益比較高，然后經過半導體的倍增，兩個的倍增效果共同決定了混合探測器的整體增益。混合探測器具有極小的倍增分散，相比于傳統的光電倍增管，電子的倍增是通過連續的倍增極進行倍增，經過倍增極的數量比較多，不同的倍增級存在增益的不均勻性，所以電子的倍增分散比較大。

二，能量分辨率

混合探測器的增益是由陰極面的電子打入增益和半導體的雪崩增益共同決定，其中電子的打入增益可以通過施加高壓進行調節。混合探測器陰極面的電子打入增益相比于傳統的光電倍增管是非常高的，當光陰極面電壓為-8 kV時，入射電子增益大約為1100，如此高的增益能夠有效地對不同光子釋放的電子進行放大，然后再進行半導體的倍增，從而可以有效地區分光子數。可以檢測出1-5個光電子分布的波峰，如下圖所示。

1-5個光電子分布的波峰

三，收集效率

收集效率是指入射到第一倍增極有效部分的光電子的幾率。光電倍增管的收集效率取決于倍增極的種類和施加的電壓。和光電倍增管相比，由于混合探測器采用特別的結構設計，可以使光陰極面發射出來的電子全部入射到半導體增益元件上，因此混合探測器具有更好的收集效率。

四，均勻性

均勻性是指光打在混合探測陰極面不同位置而產生的靈敏度輸出的一致性。混合探測器的均勻性由陰極面的均勻性和半導體增益的均勻性共同決定。下圖是R7110U-07的陽極均勻性特征圖，可以從圖中看到混合探測器具有很好的均勻性。

五，后脈沖

我們在進行脈沖測試時，經常看到在對應信號輸出脈沖后面，還有一些小的雜散脈沖信號，這樣的輸出被稱作后脈沖。如下圖所示。

后脈沖出現在主信號后面，經常會影響到微弱信號的精確測量。不過，由于HPD的結構比較簡單，與光電倍增管相比，后脈沖比較小，后脈沖特性良好。

混合探測器能夠廣泛應用在不同的光探測場合中，滿足不同的探測需求。和光電倍增管相比，除了上述的性能特點外，還具有較好的光滯后性、時間特性、線性等。

審核編輯 黃宇