Fotomultiplier sind hochempfindliche Lichtsensoren, die mit Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) arbeiten und kleinste Lichtsignale in elektrische Spannungen umwandeln.

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Fotomultiplier, Foto: tubecollection.de

Dem Prinzip nach trifft das zu detektierende Licht auf die Oberfläche einer Fotokathode, die durch Fotoemission einzelne Elektronen emittiert. Da der dadurch entstehende Strom so äußerst gering ist, wird er durch Sekundärelektronenvervielfacher erhöht. Dabei werden die aus der Fotokathode herausgeschlagenen Elektronen durch ein elektrostatisches Feld zu der ersten von mehreren Elektroden beschleunigt. Die Vervielfacherelektroden, die Dynoden heißen, generieren beim Aufprall der Elektronen mehrere Sekundärelektronen, die wiederum zur nächsten Dynode beschleunigt werden. Die Sekundärelektronenemission wird über die nachgeschalteten Dynoden weiter verstärkt und an der letzten Dynode als Stromfluss abgegriffen. Das Prinzip der Sekundärelektronenvervielfachung ist so aufgebaut, dass nachgeschalteten Dynoden immer eine höhere Beschleunigungsspannung haben, als die vorherige.

Wenn jedes Primärelektron beim Auftreffen auf einer Dynode drei Sekundärelektronen generiert, dann ist der Sekundärstrom bei 10 Dynoden etwa 60.000mal höher (3exp10) als der von der Fotokathode erzeugte Primärstrom.

Fotomultiplier werden in hochsensitiven Lichtsensoren, in der optischen Spektroskopie und in Trommelscannern eingesetzt.