“光电倍增器”(photomultiplier)是一种光检测设备，由一个专用的真空管组成，其结构如图1所示。这些设备可对小至单个光子加以响应，从而在非常低亮度的输入上进行有意义的测量。
在光电阴极和阳极之间有一组组件被称为“倍增电极”(dynode)，通过从高压到接地连接的一串电阻器在各个电压下偏置。每个倍增电极都涂有一种材料，当受到入射光子或电子撞击时，就会发射二次电子，可经由倍增电极之间的静电场加速。从倍增电极到倍增电极产生越来越多的二次电子，到最后一个倍增电极的时，被加速到阳极加以收集。
当一个入射光子撞击到第一个倍增电极时，将会在阳极产生一个可检测的输出信号。
图1 ：光电倍增器的运作示意图；通过倍增电极之间的静电场，将入射光子/电子转换为放大的电信号。(图片来源：John Dunn)
我一直觉得“光电倍增器”一词是错误的说法。每个入射光子都会引发一连串的事件，导致大量电子到达阳极。这更像是一个电子倍增的过程，但由于这一词就在我们的词汇中，所以就变成这样了。
美国密歇根大学(University of Michigan)曾经进行过一项寻找质子衰变的实验。实验设置在一个废弃的莫顿(Morton)盐矿中，这是一个巨大的洞穴，里面排列着光电倍增器，然后充满着水。一般认为每个水分子的氢原子为氢原子的原子核提供了方便的暴露，而氢原子的原子核是一个质子。如果质子自发衰变，光电倍增器可以检测到这个事件的光信号。当时我受雇于贝尔坦高压公司(Bertan High Voltage)，而光电倍增器的高压电源是谁制造的你应该就知道了。
该实验进行了数年，期间从未观察到质子衰变事件。然而，无论如何，该实验被认为是成功的，因为它为质子衰变半衰期设定了一个新的最小值。据我所知，也从未有任何后续实验检测到质子衰变，但目前对此类事件发生的最佳理论估计已提高到1029年。
这我可等不了。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Meditations on photomultipliers，由Susan Hong编译)
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