لامپ فوتومولتیپلایر (Photomultiplier Tube - PMT)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لامپ فوتومولتیپلایر (Photomultiplier Tube - PMT) :
لامپ فوتومولتیپلایر (PMT) یک آشکارساز نوری فوق العاده حساس است که قادر به تشخیص تک فوتون ها می باشد. PMTها بر اساس اثر فوتوالکتریک خارجی و انتشار ثانویه الکترون کار می کنند. آنها از یک محفظه خلأ شیشه ای تشکیل شده اند که شامل یک فوتوکاتد (photocathode)، چندین داینود (dynode) و یک آند است. هنگامی که یک فوتون به فوتوکاتد برخورد می کند، یک الکترون (فوتوالکترون) از سطح آن گسیل می شود.
این الکترون توسط میدان الکتریکی به سمت اولین داینود (که با ولتاژ مثبت بالاتری نسبت به فوتوکاتد است) شتاب می گیرد. برخورد الکترون با داینود باعث گسیل چندین الکترون ثانویه از سطح آن می شود. این الکترون ها به داینود بعدی شتاب گرفته و همین فرآیند تکرار می شود. با عبور از چندین مرحله داینود (معمولا ۱۰ تا ۱۴ مرحله)، تعداد الکترون ها به شدت تکثیر می شود (تا ۱۰⁸ برابر). در نهایت، الکترون ها توسط آند جمع آوری شده و یک پالس جریان قابل اندازه گیری تولید می کنند. بهره بالای PMTها آنها را برای اندازه گیری نورهای بسیار ضعیف ایده آل می کند.
مزایا:
حساسیت بسیار بالا (قابلیت شمارش تک فوتون).
بهره بالا و نویز کم.
پاسخ بسیار سریع (زمان پاسخ در حد نانوثانیه).
سطح فعال بزرگ (در مقایسه با آشکارسازهای حالت جامد).
معایب:
حجیم، شکننده و نیاز به ولتاژ تغذیه بالا (چند صد تا چند هزار ولت).
حساسیت به میدان های مغناطیسی (نیاز به محافظ).
کاهش بهره در طول زمان.
گران قیمت.
\[ I_{anode} = G \cdot I_{photocathode} \quad , \quad G = \delta^n \]که
\[ G \]بهره کلی،
\[ \delta \]بهره هر داینود (الکترون ثانویه به ازای هر الکترون اولیه) و
\[ n \]تعداد داینودها است.
کاربردها: طیف سنجی، شمارش فوتون در فیزیک هسته ای و ذرات، ستاره شناسی، میکروسکوپ های لیزری، تجهیزات پزشکی (PET اسکن)، و سنجش از دور.
