GEORG-AUGUST-UNIVERSIT AT G OTTINGEN II. Physikalisches ...

3.1 Der Photomultiplier
Der Photomultiplier ist ein Gerät zur Umwandlung schwacher Lichtimpulse in elektrische
Signale.
Abbildung 9: Querschnitt des Aufbaus. Zu sehen sind die Thermoskanne (4), die Dynoden
des Photomultipliers (3), die Versorgungseinheit des Photomultipliers (2) und die
Verstärkerplatine (1).
Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktionsweise des Photomultipliers vorgestellt.
Der Aufbau eines typischen Photomultipliers ist in Abb. 10 dargestellt. Er besteht aus
einer dünnen Kathodenschicht und einer Reihe von Dynoden mit Potenzialdifferenzen.
An der Photokathode liegt eine negative Hochspannung an. Löst ein Photon mittels des
Photoeffekts ein Elektron aus der Kathode, dann wird dieses zu der ersten Dynode hin
beschleunigt. Die Dynoden bestehen aus einem Material mit geringer Austrittsarbeit, sodass
jede Dynode für ein einfallendes Elektron 3-5 Sekundärelektronen emittiert. Durch
die Potenzialdifferenz zwischen den Dynoden werden diese sekundären Elektronen weiter
beschleunigt.
Die unterschiedlichen Spannungen an den Dynoden und die damit einhergehende Beschleunigung
von einer Dynode zur nächsten wird durch eine Reihenschaltung von Widerständen
realisiert. Die Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Dynoden beträgt zwischen
100 V und 200 V. Ein Photomultiplier besteht aus 6-10 Dynoden, sodass die an ihm
anzulegende Hochspannung mehrere kV betragen kann. Die Gesamtverstärkung des Vervielfachungssystem
beträgt bei 10 Dynoden bis zu 10 7 . Die resultierende Elektronenlawine
erzeugt an der Anode einen messbaren Strom.
14