빛에서 전자로
입사창을 통과한 빛은 광음극에 도달한다. 광음극에서 외부 광전 효과로 나온 전자는 집속 전극을 거쳐 증배부로 향한다. 여기서 증폭하는 것은 입사한 빛을 복제한 광선이 아니라 빛에 의해 만들어진 전기적인 신호다.
다이노드를 지나는 과정
다이노드는 전자가 부딪힐 때 이차 전자를 내보내는 전극이다. 여러 단계를 차례로 지나면서 전자 수가 늘어나고, 마지막에는 양극이 전자를 모아 출력 신호를 얻는다. 광음극과 다이노드는 각각 최초 변환과 전자 증배라는 서로 다른 역할을 한다.
창과 재료의 영향
입사창은 모든 파장을 똑같이 통과시키지 않는다. 창의 재료와 광음극의 조성에 따라 사용할 수 있는 파장 범위와 감도가 달라진다. 같은 PMT라는 분류 안에서도 특정 자외선이나 가시광선에 대한 반응이 서로 다를 수 있다.
약한 빛을 측정하는 장치
PMT는 작은 광신호를 빠르게 읽는 데 유리하여 분광학과 핵 및 입자 물리 연구 등에 사용된다. 다이노드의 구조는 이득과 시간 특성에 영향을 주며 진공 상태도 전자의 이동과 안정성에 중요하다. 신호가 커지는 정도와 입사 광자를 검출하는 효율을 같은 값으로 혼동해서는 안 된다.