3.4 Photoelektronenvervielfacher: 3.4.1 Photomultiplier (photomultiplier tube)

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Flashcards on 3.4 Photoelektronenvervielfacher: 3.4.1 Photomultiplier (photomultiplier tube), created by Tom Schobert on 26/09/2017.
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Question Answer
Prinzip und Aufbau - Photokathode + Serie immer positiv gespannter Elektroden („Dynoden“) zu Anode → Messung Strompulse - Vakuum (sonst Lawine → Durchbruch)
Ablauf Signalentstehung Freisetzung Photoelektron an Photokathode ( E_kin=hυ-E_ion) erste Dynode beschleunigt → Freischlagen von N Elektronen Beschleunigung 2.Dynode → Generierung N neuer Elektronen messbarer Strompuls an Anode
Röhre (channel) aus Halbleitermaterial - statt Dynoden - Elektronen treffen Innenwand → Losschlagen sekundärer Elektronen - Trichter für gute Photoionisation →η≈30 %
„Ion feedback" - Ionisation Restgasatome am Ende - Rückbeschleunigung zum SEV-Eingang → Entstehen neuer Elektronen - Elimnierung: gebogene Röhren, exzellentes Vakuum oder Reduzieren angelegter Spannung
Vervielfachung („gain“): G=N^x Ansteigen Verstärkung mit Spannung, Maximum, Abfall bei zu großer Spannung Photon Strompulse 5-20 ns → zeitl. Auflösung ultraschnelle SEVs: ≤1ns (reduzieren Gain) typische Werte: Einzelpulse: G=10^8, 10^4 Hz G=3∙10^7 10^7 Hz G≈10^4
Betriebsarten Photoncounting Multi-photon operation
Photoncounting - Energieinformation: energetische Photoelektronen größerer Strompuls (mehr sekundäre Elektronen) - Ungenauigkeit ≈ 50 % - Photonenffizienz: Umwandlung Photon in Photoelektron - geringer Lichtfluss für klar getrennte Signale und keine Sättigung
Multi-photon operation - quantitative Vermessung des Lichtflusses bei stärkerer Bestrahlung - Strompulse einzelner Photonen zeitlich völlig überlappen - niedriges Gain G0 einzelner Signale → kontinuierlicher Betrieb - Genauigkeit besser als 20 %
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