Photomultiplier

Autor: Leandro Alegsa

01-11-2021

Eine Photomultiplierröhre (PMT) ist ein Wandler, der Photonen in Elektronen umwandelt, die einen Strom und eine Spannung erzeugen. Photomultiplier-Röhren werden verwendet, um geringe Mengen einfallenden Lichts zu erkennen, selbst wenn es nur ein einziges Photon ist.

Ein eintreffendes Photon trifft auf die Photokathodenoberfläche des PMT, wodurch Elektronen emittiert werden. Diese Elektronen werden dann durch eine Potentialdifferenz von etwa 90 Volt zu weiteren Elektroden hin beschleunigt. Beim Auftreffen auf diese Elektrode werden weitere Elektronen emittiert. Dieser Vorgang wiederholt sich neun Mal, wobei jedes Mal mehr und mehr Elektronen erzeugt werden. Dieser Prozess kann ¹⁰⁶ bis ¹⁰⁷ Elektronen für jedes einzelne Photon erzeugen. Diese Elektronen werden dann an der Anode gesammelt, wo dann der Strom und die Spannung gemessen werden.

Photomultiplier-Röhren sind hochempfindlich und haben sehr schnelle Reaktionszeiten. Die Empfindlichkeit des PMT kann durch Kühlung verbessert werden, um temperaturbedingtes Rauschen zu reduzieren. Photomultiplier-Röhren dürfen keinem intensiven Licht, wie z.B. Sonnen- oder Umgebungslicht, ausgesetzt werden, da die Intensität die Komponenten beschädigen kann.

Photomultiplier-Röhren werden häufig für Analysetechniken sowie für medizinische und Forschungszwecke verwendet.

Fragen und Antworten

F: Was ist eine Photomultiplier-Röhre?

A: Eine Fotovervielfacherröhre ist ein Wandler, der Photonen in Elektronen umwandelt, die einen Strom und eine Spannung erzeugen.

F: Wie empfindlich sind Fotovervielfacherröhren?

A: Photomultiplier-Röhren haben eine sehr hohe Empfindlichkeit und können geringe Mengen an einfallendem Licht erkennen, sogar nur ein einziges Photon.

F: Wie wandelt ein Fotovervielfacher Photonen in Elektronen um?

A: Wenn ein eintreffendes Photon auf die Photokathodenoberfläche des PMT trifft, emittiert es Elektronen, die dann durch einen Potentialunterschied von etwa 90 Volt auf zusätzliche Elektroden beschleunigt werden.

F: Was passiert, wenn die Elektronen auf die Elektroden in einem Photomultiplier treffen?

A: Beim Auftreffen auf die Elektroden werden weitere Elektronen emittiert, und dieser Vorgang wiederholt sich neunmal, wobei jedes Mal mehr und mehr Elektronen erzeugt werden. Dieser Prozess kann 106 bis 107 Elektronen für jedes einzelne Photon erzeugen.

F: Wie werden die erzeugten Elektronen in einem Photomultiplier aufgefangen?

A: Die erzeugten Elektronen werden an der Anode aufgefangen, wo dann der Strom und die Spannung gemessen werden.

F: Wie kann die Empfindlichkeit von Photomultipliern verbessert werden?

A: Die Empfindlichkeit des Photomultipliers kann durch Kühlung verbessert werden, um das temperaturbedingte Rauschen zu verringern.

F: Was sind einige gängige Anwendungen von Photovervielfacherröhren?

A: Fotovervielfacherröhren werden häufig für Analysetechniken sowie für medizinische und Forschungszwecke verwendet.