Photomultiplier sind spezielle Elektronenröhren um schwache Lichtsignale (bis hin zu einzelnen Photonen) zu verstärken.
Die Funktionsweise entspricht der eines Sekundärelektronenvervielfachers mit einer zusätzlichen Photokathode. Die Photonen treffen auf die Photokathode und schießen so Elektronen aus deren Oberfläche (s.a. Photoemission bzw. Photoeffekt). Die freigesetzten Photoelektronen werden in einem elektrischen Feld beschleunigt und treffen auf weitere Elektroden (sog. Dynoden), aus deren Oberfläche jedes auftreffende Elektron mehrere Sekundärelektronen herausschlägt. Somit nimmt die Anzahl der Elektronen kaskadenartig zu. Der Verstärkungsfaktor wächst exponentiell mit der Anzahl der Dynoden. Der erzeugte Stromstoß wird als Ausgangssignal ausgekoppelt.
Anwendungen sind beispielsweise Detektoren für Elementarteilchen (z.B. Gamma-Spektrometer). Häufig werden sie in Verbindung mit Szintillationszählern in Großdetektoren eingesetzt. In anderen Fällen geht es darum, die schwachen Lichtblitze, welche durch hochenergetische kosmische Strahlung in der Hochatmosphäre entstehen, nachzuweisen (Cerenkov- Leuchten) und auf diese Weise Informationen über kosmische Strahlungsquellen zu gewinnen. Auch zur Messung schwacher Lichtsignale werden Photomultiplier eingesetzt.
Eine besondere Form der Photomultiplier enthalten Mikrokanalplatten, wie sie auch in Bildverstärkern eingesetzt werden. Dabei kann eine speziell beschichtete Eingangsseite der Mikrokanalplatte (mit einigen Einschränkungen) die Photokathode ersetzen. Lawinenphotodioden, z.B. eingesetzt in Laserentfernungsmessern, können als das Halbleiteräquivalent zum Photomultiplier angesehen werden.
Weblinks
- Uni Erlangen: "Teilchendetektoren - Photomultiplier" (o.D)
http://www.didaktik.physik.uni-erlangen.de/grundl_d_tph/exp_detek/exp_detek_06.html (Stand der URL: 2003-12-01)