Elektronenvervielfältiger - Definition
Elektronenvervielfältiger - Definition
Ein Elektronenvervielfacher ist ein vakuum- oder halbleiterelektronisches Gerät, das zur Erkennung und Verstärkung sehr schwacher elektrischer Signale durch Kaskadenvervielfachung der Anzahl von Elektronen verwendet wird. Er funktioniert nach dem Prinzip der Sekundärelektronenemission, einem Phänomen, bei dem zusätzliche Elektronen von der Oberfläche einer Elektrode durch ein einfallendes Elektron Primärelektron mit ausreichender kinetischer Energie herausgeschlagen werden.
Ein klassischer Elektronenvervielfacher besteht aus einer Reihe von Elektroden, Dynoden genannt, die in einer Vakuumblase angeordnet sind. An jeder Dynode liegt eine höhere positive Spannung an als an der vorhergehenden. Ein Elektron, das auf die erste Dynode trifft, verursacht die Emission mehrerer Sekundärelektronen, die beschleunigt und zur nächsten Dynode geleitet werden, wo sich der Vorgang wiederholt. Nach Durchlaufen der gesamten Kette von Sekundäremissionen kann sich die Anzahl der Elektronen bis zum Millionenfachen des Primärsignals erhöhen.
Elektronenvervielfältiger werden überall dort eingesetzt, wo sehr schwache Signale wie einzelne Photonen, Elementarteilchen oder ionisierende Strahlung nachgewiesen werden müssen. Sie werden häufig in Photomultipliern, Szintillationsdetektoren, Elektronenmikroskopie, Massenspektrometrie und Experimenten der Hochenergiephysik eingesetzt. In der Optoelektronik dienen sie als Eingangselemente in Präzisionsmesssystemen.
Zu den modernen Äquivalenten der klassischen Duplikatoren gehören Kanalduplikatoren (Kanaltrons) und Halbleitermultiplikatoren, die sich durch geringere Größe, größere mechanische Robustheit und die Möglichkeit des On-Chip-Betriebs auszeichnen. Trotz des technischen Fortschritts spielen Elektronenvervielfältiger nach wie vor eine wichtige Rolle bei Anwendungen, die eine hohe Empfindlichkeit, geringes Rauschen und einen zuverlässigen Betrieb unter extremen Umweltbedingungen erfordern.
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