Fotomultiplier
Der Fotomultiplier ist einer der empfindlichsten Sensoren für Licht. Mit ihm
können sogar einzelne Photonen detektiert werden. Das Verstärkungsprinzip eines
Fotomultipliers beruht auf der lawinenartigen Vervielfachung von Elektronen an
mehreren vorgespannten Elektroden.
Das einfallende Licht trifft auf eine Fotokathode und setzt aus dieser Fotokathode Elektronen frei. Die Elektronen werden nun von der ersten Elektrode (Dynode) angezogen und beschleunigt und setzen beim Aufprall auf die Dynode weitere Elektronen frei. Diese werden nun von der nächsten Dynode angezogen und so weiter. Bei jedem Aufprall erzeugt im Schnitt jedes Elektron zwei neue Elektronen, so dass sich ein exponentielles Ansteigen der Elektronenzahl ergibt. Bei 20 Dynoden und durchschnittlich zwei neuen Elektronen pro Aufprall ergibt sich so eine Verstärkung von 106 , das heißt, dass ein einzelnes Photon 106 Elektronen erzeugt. Diese 106 Elektronen entsprechen einer Ladung von 0.16 pC. Angenommen es treffen 1000 Lichtquanten pro Sekunde auf den
Fotomultiplier, so entsteht am Ausgang des Multipliers ein Strom von 160 pA.
Dieser sehr niedrige Strom muss natürlich mit Verstärkern mit einem sehr hohen
Eingangswiderstand (z.B. FET-Opamp) weiter verstärkt werden, um von
herkömmlichen Messinstrumenten registriert werden zu können.
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