定义
光电倍增管是一种将光子与光电阴极（Photocathode）反应产生的电子，通过一系列打拿级（Dynode）进行数量倍增，最后由阴极捕捉，从而将所捕捉光学信号放大为电学信号的探测器[1]。
工作原理
光电倍增管（PMT）是一种灵敏度的高增益光电探测器，将所收集到的微弱光信号线性放大为电学信号。如图 1所示为光电倍增管工作原理示意图。光电倍增管在一根玻璃真空套管内安放了光电转换器件，称为光电阴极（Photoncathode）；8-14个二次发射电极，称为打拿极（Dynode）；一个收集电极，称为阳极（Anode）。
如果一个能量高于探测阈值的光子入射到光电阴极，它就会被吸收，根据光电效应释放出一个电子。因为第一个打拿极保持高于阴极的电势（这样在二者之间产生一个电势差），发射出的电子会加速撞向打拿极，同时释放出二次电子。通常在该过程中有3-5个二次电子释放出。这里面的每个电子随后又会被加速 撞向第二个打拿极，同时也释放出3-5个电子。该过程会在整个打拿极链中继续，产生3-5倍的电子增益。通常每个打拿极维持比前一个高100-200伏的电势。在打拿极链的末端，电子被阳极收集，并输出电流脉冲[2]。
图 1 光电倍增管工作原理示意图[2]
工作特性
（1）暗电流：
暗电流是光电倍增管的首要特性，即便在光电倍增管没有光照的情况下，也会有极微弱的电流流过，将其称之为暗电流。由于光电倍增管的电流放大能力极强，并且对数据精度要求较高，因此高品质的光电倍增管一般暗电流会相对较小，以保障光电倍增管精度和输出稳定性。
（2）时间特性：
光电倍增管在高能物理学和高新技术领域的应用过程中，一般对时间分辨率的要求都相对较高。
（3）稳定性：
作为高能物理学研究常用核心部件，对光电倍增管的稳定性自然提出了较高的要求。在实际使用过程中，光电倍增管的稳定程度会受到实验条件的限制，环境状态与打拿极数量都会影响到光电倍增管的稳定性。
（4）脉冲线性：
脉冲线性是光电倍增管的重要技术指标。由二次电子发射原理可知，电极会在电势差下频繁输出电能脉冲，而对脉冲线性稳定的保障是进行科学理论研究的基本要求[3]。
应用
光电倍增管是光子技术器件中的一个重要产品，它是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光探测器件。可广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中[3]。
参考文献
[1] https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/photomultiplier+tube
[2] 邓洪杰, 王珊, 陈功, et al. 光电倍增管特性及应用[J]. 科学导报, 2014, 000(019):174-174.
[3] 陈超. 光电倍增管特性及应用研究[J]. 数字通信世界, 2018, No.163(07):144-145.
