Apa itu tabung photomultiplier?

Tabung photomultiplier menggunakan dua prinsip ilmiah untuk memperkuat efek foton insiden tunggal.Mereka dibuat dalam berbagai konfigurasi bahan sensitif cahaya dan sudut cahaya yang datang untuk mencapai gain tinggi dan respons kebisingan rendah dalam rangkaian kerja ultraviolet, terlihat, dan frekuensi inframerah dekat.Awalnya dikembangkan sebagai kamera televisi yang lebih responsif, tabung photomultiplier sekarang ditemukan di banyak aplikasi.

Dengan penemuan semikonduktor, tabung vakum sebagian besar telah dieliminasi dari industri elektronik, dengan pengecualian tabung photomultiplier.Di perangkat ini, satu foton melewati jendela atau pelat wajah dan memengaruhi fotocathode, elektroda yang terbuat dari bahan fotolistrik.Bahan ini menyerap energi foton cahaya pada frekuensi tertentu dan memancarkan elektron dalam hasil yang disebut efek fotolistrik.

Efek dari elektron yang dipancarkan ini diamplifikasi dengan menggunakan prinsip emisi sekunder.Elektron yang dipancarkan dari fotocathode difokuskan ke yang pertama dari serangkaian pelat pengganda elektron yang disebut Dynodes.Pada setiap dinode, elektron yang masuk menyebabkan elektron tambahan dipancarkan.Efek kaskade terjadi, dan foton insiden telah diperkuat atau terdeteksi.Oleh karena itu, dasar untuk nama photomultiplier, sinyal yang sangat kecil dari satu foton diperkuat ke titik di mana mudah dideteksi oleh aliran arus dari tabung photomultiplier.elemen desain.Jenis jendela menentukan foton apa yang dapat masuk ke perangkat.Bahan fotocathode menentukan respons terhadap foton.Variasi lain pada desain termasuk jendela yang dipasang di ujung tabung atau jendela samping di mana aliran foton terpental dari fotocathode.Karena gain atau amplifikasi dibatasi oleh proses emisi sekunder dan tidak meningkat dengan peningkatan tegangan akselerasi, fotomultiplier beberapa tahap dikembangkan.

Respons fotokathode tergantung pada frekuensi foton insiden, bukan jumlah foton yang diterima.Jika jumlah foton meningkat, arus listrik yang dihasilkan meningkat, tetapi frekuensi elektron yang dipancarkan konstan untuk setiap kombinasi window-photocathode, hasil yang digunakan Albert Einstein sebagai bukti sifat partikel cahaya.

Keuntungan tabung photomultiplier berkisar hingga 100 juta kali.Properti ini, bersama dengan noise rendah atau sinyal yang tidak beralasan, membuat tabung vakum ini sangat diperlukan dalam mendeteksi sejumlah kecil foton.Kemampuan deteksi ini berguna dalam astronomi, penglihatan malam, pencitraan medis dan penggunaan lainnya.Versi semikonduktor sedang digunakan, tetapi fotomultiplier tabung vakum lebih cocok untuk mendeteksi foton cahaya yang tidak dikolimasi, yang berarti sinar cahaya tidak menempuh jalur paralel satu sama lain.

Photomultipliers pertama kali dikembangkan sebagai kamera televisi, yang memungkinkan siaran televisi untuk bergerak melampaui bidikan studio dengan lampu terang ke pengaturan yang lebih alami atau pelaporan di tempat.Sementara mereka telah diganti dengan perangkat yang dipasangkan (CCD) dalam aplikasi itu, tabung photomultiplier masih banyak ditentukan.Sebagian besar pekerjaan pengembangan pada tabung photomultiplier dilakukan oleh RCA di fasilitas di Amerika Serikat dan bekas Uni Soviet di paruh kedua abad ke -20.Dalam dekade pembukaan abad ke -21, sebagian besar tabung photomultiplier dunia diproduksi oleh perusahaan Jepang, Hamamatsu Photonics.