光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中，它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。
光电倍增管的工作原理
光电倍增管是一种高灵敏度的光电转换器件，管子内部除了光电阴极和阳极外，在这两电极之间还设置了多个倍增电极（也称为打拿极），使用时相邻的两倍增电极之间均加有不同的梯度电位用来加速电子。光电阴极受光照射后释放出光电子，光电子在电场的作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，产生倍增，激发出更多的二次电子，然后在电场的作用下这些二次电子飞向下一个倍增电极，再次产生倍增，激发出比之前更多的二次电子，逐级如此接连不断地加倍转换、激发，使每个倍增极上产生的电子数不断地得到倍增，到达阳极的总增益通常可增加104〜107倍。
这使光电倍增管的灵敏度和增益都比普通光电管要高很多，它常用来检测微弱的光信号。光电倍增管这种高灵敏度的特点使它非常适用于扫描电镜中二次电子的光电转换。
图1中的K是光电阴极，D1、D2、D3…是由二次发射体做成的倍增极（打拿极），每个倍增极都做成瓦形曲面状，以便于能高效地接收从上一级发射出来的电子，经倍增后加速再打到下一级。A是收集电子的阳极——收集极。
这些电极的电位是由一路直流高压经电阻分压后供给，从阴极到阳极之间的电位逐步升高，形成梯度递增电位，每极相差1〜2百伏。在闪烁体发出的微弱辐射光的照射下，从阴极K上发出的光电子会被加速汇聚到Di、D2、D3…倍增极上依次逐级倍增，每级的倍增率一般在2〜5倍之间，最高可达6倍。倍增管的总增益为G=KSn，其中为第一倍增极的接收效率，约0.9;为倍增极的二次发射比率，估算时一般常取3〜4;n为倍增极的级数减去1,最后的倍增结果由阳极收集后再被放大输出。
光电倍增管的性能与次级发射体的特性关系很大，它要求次级发射体发射系数必须均衡、稳定，而且增益尽可能高，暗电流尽可能小，寿命要长。目前用于光电倍增管次级发射体的主要材料有K2CsSb.Sb-Cs、Ag-O-Cs、MgO、Cu-Be合金等。
对光电倍增管的要求是：
（1）稳定性要好，光电倍增管的稳定性是由器件本身的特性、工作状态和环境条件等因素决定的；
（2）使用时不要超过该管子的极限工作电压，这是指管子所允许施加的电压上限，若高于此电压，管子可能会产生放电，甚至有可能打火、击穿；
(3)整管的总增益可高达10的7次方倍或以上；
(4)阴极对蓝光的接收灵敏度要高；
(5)光的反馈要小，有利于提髙信号利用率并降低噪声;
(6)当阴极灵敏度为2000A/lm时，所产生的暗电流及其统计噪声可忽略。
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