Photomultiplier

Ein Photomultiplier (PMT) ist ein hochsensitives Lichtdetektionssystem, das in verschiedenen Bereichen wie der Wissenschaft, Medizin, Sicherheitstechnik und der industriellen Messtechnik eingesetzt wird.

Funktionsweise eines Photomultipliers

Ein Photomultiplier besteht aus einer Photokathode, einer Elektronenvervielfacher-Dynode und einem Anodensystem. Die Photokathode befindet sich am Eingang des Photomultipliers und besteht aus einem Material, das lichtempfindlich ist. Wenn Photonen auf die Photokathode treffen, werden Elektronen ausgelöst und emittiert. Diese freien Elektronen werden dann durch eine Reihe von Dynoden beschleunigt und vervielfacht. Jede Dynode ist positiv gegenüber der vorherigen Dynode geladen, so dass die Elektronen von einer Dynode zur nächsten gezogen werden. Auf jeder Dynode werden mehr Elektronen erzeugt als zuvor, wodurch eine Elektronenlawine entsteht. Am Ende der Dynodenkaskade erreichen die Elektronen das Anodensystem, wo sie als elektrischer Impuls gemessen werden. Der erzeugte Impuls kann dann weiterverarbeitet und analysiert werden.

Anwendungen von Photomultipliern

• Wissenschaftliche Forschung: Photomultiplier sind in der physikalischen und chemischen Forschung weit verbreitet. Sie werden in Bereichen wie der Spektroskopie, der Fluoreszenzmessung, der Partikelphysik und der Kernphysik eingesetzt. Ihre hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktionszeit machen sie ideal für die Detektion von schwachen Lichtsignalen und schnellen Ereignissen.
• Medizinische Bildgebung: In der medizinischen Bildgebung werden Photomultiplier in bildgebenden Verfahren wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und der Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) eingesetzt. Sie erfassen die von den radioaktiven Markern emittierten Photonen und ermöglichen so die Erstellung von hochauflösenden Bildern für die Diagnose und Behandlung von Krankheiten.
• Sicherheitstechnik: Photomultiplier finden Anwendung in verschiedenen sicherheitsrelevanten Bereichen. Sie werden beispielsweise in Detektoren für nukleare Strahlung und Röntgenstrahlung eingesetzt, um die Präsenz von gefährlichen Substanzen oder Strahlung zu erkennen. Photomultiplier werden auch in Nachtsichtgeräten verwendet, um schwaches Licht zu verstärken und eine verbesserte Sicht bei Dunkelheit zu ermöglichen.
• Industrielle Messtechnik: In der industriellen Messtechnik werden Photomultiplier zur präzisen Detektion von Lichtintensitäten eingesetzt. Sie finden Anwendung in der Spektroskopie, Farbmessung, Photometrie und vielen anderen Bereichen, in denen genaue Lichtmessungen erforderlich ist.