一文讀懂光電倍增管的工作原理

光電倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是一種能夠?qū)⑷豕庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)并放大的檢測(cè)器件，廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。其工作原理可以大致分為光電效應(yīng)、光電子倍增和電子收集三個(gè)部分。

1.光電效應(yīng)

PMT中的光電陰極能夠?qū)⑷肷涔庾愚D(zhuǎn)化為電子。當(dāng)光子能量大于光電陰極材料的逸出功時(shí)，即可使光電陰極發(fā)射出電子，這個(gè)過(guò)程稱為“光電效應(yīng)”。

2.光電子倍增

經(jīng)過(guò)光電效應(yīng)，電子被釋放出來(lái)，隨后進(jìn)入管子內(nèi)的第一層叫做“光陰極”，它會(huì)釋放更多的電子，這些電子沿著管子內(nèi)的電場(chǎng)逐級(jí)自動(dòng)倍增，最后形成一個(gè)巨大電荷脈沖。

3.電子收集

經(jīng)過(guò)光電子倍增，PMT會(huì)輸出一個(gè)明顯的電荷脈沖，該脈沖對(duì)應(yīng)于入射光的能量和強(qiáng)度。該脈沖被讀取器讀出并數(shù)字化處理，得到與光信號(hào)相關(guān)的信息。