2．阴极积分灵敏度和阳极积分灵敏度

很多HPLC的UVD仪器使用的光电倍增管，基本上都要求高灵敏度、低噪声。因此，光电倍增管的阴极积分灵敏度和阳极积分灵敏度非常重要。阴极积分灵敏度是指阴极在一定的光源(包括所有波长在内的白光)照射下，单位光通量所产生的饱和光电流，其单位为uA/1m。根据斯托列托夫定律，阴极积分灵敏度(S_ΣK)又可以描述为

S_ΣK＝I_K/F

式中：I_K为阴极饱和电流(uA)，F为照射到光电阴极的光通量(1m)。

阴极积分灵敏度与光电阴极材料有关，同时，在光电阴极未进入饱和发射前，又与光电阴极到第一打拿极的电压有关，但我们所讨论的一般为阴极进入饱和发射后的阴极积分灵敏度。因此，可以认为它与阴极电压无关。目前国内外生产的光电倍增管的阴极积分灵敏度均随种类不同而异。如英国EMI公司的光电倍增管，其积分灵敏度可以达到20～300uA/1m。

阳极积分灵敏度又叫总积分灵敏度，它与阴极积分灵敏度、放大倍数，以及加在光电倍增管上的负高压电源电压有关。假设光电倍增管的阳极积分灵敏度为S_ΣA,总的放大倍数为G，则S_ΣA=G×S_ΣK。G又与所加的总高压成幂函数增长的关系，因此，光电倍增管的阳极积分灵敏度也可以说与所加的高压成幂函数增长的关系。目前，国际上生产的光电倍增管的阳极积分灵敏度一般为20～3×10⁴A/1m。

光电倍增管的光谱响应范围和最大响应波长，以及阴极积分灵敏度、阳极积分灵敏度，又被统称为光电倍增管的光谱响应特性。作者在研发HPLC的UVD时，对此做过比较详细的研究，发现所有的制造商生产的光电倍增管的光谱响应特性，都不可能真正完全一样(配对)。即使是同一个制造商生产的同一种型号的光电倍增管，其光谱响应特性也不可能完全一样，并且在紫外区相差更多。这是值得一切使用者高度重视的问题。

光电倍增管的光谱响应特性特别重要，它是光电倍增管极其重要的关键指标。在相同条件下测得不同光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性，可以挑选、比较光电倍增管的相对灵敏度、响应峰值波长位置、长波和短波的响应极限等。光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性可限制光电倍增管的使用范围，影响用光电倍增管做光接收器的各类仪器仪表的整机灵敏度。因此，认真开展对光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性测试方法的研究，对光电倍增管的研制、生产和使用都是很重要的。特别是对使用光电倍增管做光接收器的各类分析仪器的研究、设计和生产工作，更具有很重大的指导意义。

众所周知，光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性的测试，需要复杂、昂贵的仪器设备和熟练的技术。但是，在相同的条件下，对同一波长而言，光电倍增管的绝对阴极辐射灵敏度E_K(λ)和绝对阳极辐射灵敏度E_A(λ)在数值上只相差G倍，因此，对同一光源而言，测得的光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性曲线[E_K(λ)-λ曲线]和绝对阳极光谱响应特性曲线泣[E_A(λ)-λ曲线]的形状完全相似。又因在相同的条件下测得的光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性曲线与其相对阴极光谱响应特性曲线相似，绝对阳极光谱响应特性曲线与其相对阳极光谱响应特性曲线相似。所以，光电倍增管的相对阳极光谱响应特性曲线与其绝对阴极光谱响应特性曲线也是相似的。但光电倍增管的相对阳极光谱响应特性曲线的测试要比绝对阴极光谱响应特性曲线的测试简单得多，因此，作者在实际使用光电倍增管的过程中，提出了一种用测量光电倍增管的相对阳极光谱响应特性来代替测量绝对阴极光谱响应特性的方法，并称之为RASRC(relative anode spectral response characteristic)法。该方法具有设备简单、操作简便、实用性强等优点。作者曾多次用该方法对多种光电倍增管的相对阳极光谱响应特性进行过测试，在挑选光电倍增管的基本配对管，筛选、比较、鉴别光电倍增管的灵敏度，寻找光电倍增管的峰值波长位置和长、短波响应极限等方面都得到了满意的结果。

所谓RASRC法，就是先用真空热电偶测得某一波长下的辐射通量Φ_e(W)；然后，用光电倍增管代替真空热电偶，测出同一波长下的阳极光电流I_ap(A)；再根据定义：E_A(λ) = I_ap(λ) /Φ_e(W)，求得光电倍增管的相对阳极光谱响应特性。如此依次测得光电倍增管对不同波长的相对阳极光谱响应特性，即求得了相对阳极光谱响应特性曲线，它与光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性曲线完全相似。作者研制的测试装置如图3-12所示。

图3-12 光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性曲线测试装置

注：①为电光源系统(含经过作者改进的GGQ50汞灯和稳压电源)；②为55W光栅单色仪(原上海光学仪器厂生产；以下简称55W)，其波长范围为200～600nm；③为BZ-2型真空热电偶，(以下简称BZ-2)，其直流灵敏度为40uV/4W(北京真空仪表广生产并标定；使用过程中最好每年由计量部门标定一次)；④为放大器和数字电压表；⑤为光电倍增管直流稳压电源；⑥为光电倍增管组件；光电倍增管的负载电阻R_L=32.5kfI(RJJ金属膜电阻，精度为0.1％)

作者采用RASRC法，对日本Hamamatus公司生产的光电倍增管R₉₂₈和R₄₁₅的相对阳极光谱响应特性进行了测试，在300V的直流工作电压条件下，测得的相对阳极光谱响应特性曲线与日本Hamamatus的报道基本一致，与它们各自的阴极光谱响应特性曲线基本相似。该结果令人非常满意。

相关链接：HPLC仪光电倍增管的选择和测试方法（一）