Photomultiplierチューブとは何ですか？

Photomultiplierチューブは、2つの科学的原理を使用して、単一の入射光子の効果を増幅します。それらは、紫外線、目に見える、および近赤外周波数の作業範囲で高いゲインと低ノイズ応答を達成するために、光感受性材料と入射光角のさまざまな構成で作成されています。もともとは、より反応の良いテレビカメラとして開発されていたPhotomultiplierチューブは、多くのアプリケーションで見つかりました。

半導体の発明により、光電子チューブを除き、真空管は大部分が電子産業から排除されています。このデバイスでは、単一の光子が窓またはフェイスプレートを通過し、光電子材料で作られた電極である光電極に衝撃を与えます。この材料は、特定の周波数で光光子のエネルギーを吸収し、光電効果と呼ばれる結果として電子を放出します。

これらの放出された電子の効果は、SECの原理を使用することにより増幅されますondary排出。フォトカソードから放出された電子は、ダイノードと呼ばれる一連の電子乗数プレートの最初に焦点を合わせています。各dynodeで、着信電子は追加の電子を放出します。カスケード効果が発生し、入射光子が増幅または検出されました。したがって、「Photomultiplier」という名前の基礎である単一光子の非常に小さな信号は、光電流チューブからの電流の流れによって簡単に検出できるポイントまで強化されます。

Photomultiplierチューブのスペクトル応答は、主に2つの設計要素によるものです。ウィンドウのタイプは、どの光子がデバイスに入ることができるかを決定します。光電極材料は、光子に対する応答を決定します。設計上のその他のバリエーションには、フォトンストリームがフォトカソードからバウンスされるチューブエンドマウントウィンドウまたはサイドウィンドウが含まれます。ゲインまたは増幅がそうであるように二次排出プロセスによって制限され、加速電圧が増加しても増加しません。複数段階の光電子拡大が開発されました。

光電極応答は、受信した光子の数ではなく、入射光子周波数に依存します。光子の数が増加すると、電流が生成された電流が増加しますが、放出された電子の周波数は、窓と光カソードの組み合わせで一定です。これは、アルバートアインシュタインが光の粒子性の証拠として使用した結果です。

光電子充填剤チューブの獲得は最大1億回の範囲です。このプロパティは、低ノイズまたは不当な信号とともに、非常に少数の光子を検出する際にこれらの真空チューブを不可欠にします。この検出能力は、天文学、暗視、医療イメージング、その他の用途に役立ちます。半導体バージョンは使用されていますが、真空管光電子充填剤は、コリメートされていない光光子の検出に適しています。AYSは互いに平行なパスを移動していません。

Photomultipriersは最初にテレビカメラとして開発されました。これにより、テレビ放送は、明るい光のあるスタジオショットを超えて、より自然な設定やオンサイトのレポートに移動できました。それらはそのアプリケーションで電荷結合デバイス（CCD）に置き換えられていますが、光電子増倍管はまだ広く指定されています。光電子充填チューブの開発作業の多くは、20世紀後半に米国と旧ソビエト連邦の施設でRCAによって実行されました。 21世紀のオープニング数十年では、世界の光電子充填剤チューブのほとんどは、日本企業のHamamatsu Photonicsによって製造されています。