صمام المضاعف الضوئي ( Photomultiplier tube )

صمامات المضاعف الضوئي تكشف وتضخم، إشارات الضوء المنخفضة المستوى. وتكشف الصمامات المبينة هنا ومضات الضوء التي تصدرها الجسيمات تحت الذرية في مختبر فيزياء الجسيمات.

صمام المُضاعِف الضوئي مكشاف ضوء كهربائيّ شديد الحساسية. ومعظم المضُاعفات الضوئية أكثر حساسية للضوء من العين البشرية، وتستخدم لقياس كثافات الضوء الشديدة الضعف. فالفيزيائيون على سبيل المثال، يستخدمونها في عدادات الإيماض، لقياس الضوء الصادر من الأشعة الكونية، والجسيمات النووية، وأشعة جامَا، والأشعة السينية. ★ تَصَفح: الإشعاع. وتستخدم صمامات المضُاعف الضوئي في بعض كاميرات التلفاز للتمكين من الحصول على صور واضحة أثناء الليل.

يتكون المضُاعف الضوئي من صمام إلكتروني مفرَّغ يحتوي على عدة أقطاب كهربائية. وبالقرب من الجانب المعرض للضوء هناك الكَاثُود الضوئي (الفوتوكاثود)، الذي يصدر إلكترونات عندما يصطدم به الضوء ثم تصطدم هذه الإلكترونات بأول رقيقة من سلسلة رقائق مشحونة بشحنة موجبة الداينودات، وفي الوقت الذي تقفز فيه الإلكترونات من رقيقة إلى أخرى، فإنها تصطدم بعدد متزايد من الإلكترونات من كل رقيقة. وأخيراً تترك الإلكترونات الصمام عبر قطب كهربائي، يُسَمّى الأنود أو المُجَمّع. وقد تترك عدة ملايين من الإلكترونات الصمام لكل إلكترون يصدره الكاثود الضوئي. وهكذا يضاعف الصمام تأثير الضوء الذي يصطدم به ويُمكّنُ من قياس سطوع الضوء بدقة متناهية.

وقد يصل تضخيم مجرى الإلكترون في صمام المضاعف الضوئي إلى مايزيد على 1,000,000مرة. ومع ذلك، فهناك حدٌّ لكمية التضخيم الفعاّل الذي يمكن إطلاقه بهذه الطريقة. وحتى في الـظلام، فإن الكَاثُود الضوئي يصدر بضعة إلكترونات، وهذه يتم تضخيمها فتصدر ضوضاء غير مرغوب فيها، إضافة إلى الإشارة الصادرة عن اصطدام الضوء بالكاثود الضوئيّ. وإذا كان هناك ضوء قليل لإصدار إشارة، فإن الضوضاء قد تكون أقوى من الإشارة. ولن تمكّن أية كمية تضخيم إضافية الإشارةَ، من أن تنفصل عن الضوضاء وسيكون مستوى الضوضاء دائماً فوق مستوى الإشارة المطلوبة، فيجعل قياس الإشارة مستحيلاً.