De fotoversterkerbuis

Een fotoversterkerbuis of fotobuis maakt van licht een elektrisch signaal. De fotobuis bestaat uit een kathode, een aantal dynodes, en een anode. Als een foton op de kathode valt, kan hij een elektron vrijmaken (foto-elektrisch effect) uit het lichtgevoelige materiaal dat op deze kathode is aangebracht. Als lichtgevoelig materiaal gebruikt men meestal een stof met een lage uittree-potentiaal voor elektronen en een hoge efficiëntie. Dat moet dus een stof zijn met een elektron in de buitenste baan zoals Na of K. Gewone metalen als koper hebben ook een lage uittree-potentiaal, maar een zeer lage efficiëntie en zijn daarom niet geschikt om te dienen als fotokathode. Als we nu dit vrijgemaakte elektron zo op de anode laten vallen, zullen we het niet kunnen detecteren. Daarom zijn er tussen de kathode en de anode een aantal elektroden aangebracht die het aantal elektronen gaan vermenigvuldigen (daarom wordt een fotobuis in het Engels een PMT – Photo Multiplier Tube – genoemd). De elektroden, dynodes geheten, staan op een elektrische spanning en zijn voorzien van een laagje materiaal dat, als er een elektron op valt, minstens twee elektronen uitzendt. Met 10 dynodes is de versterking van de fotobuis in dat geval minstens 2 : op de anode zien we een stroompulsje van 2  elektronen. In de praktijk worden de dynodes op spanning gezet via een spanningsdeler tussen de hoogspanning en aarde. Afhankelijk van het type spanningsdeler zal de versterking van de fotobuis een waarde hebben die meestal ligt tussen de 10  en de 10 . De kathode staat op aarde en de anode op een positieve hoogspanning of de kathode staat op een negatieve hoogspanning en de anode op aarde. Beide systemen hebben hun voor- en nadelen.