فتومالتیپلایر R106 — معرفی، مشخصات و کاربردها
مقدمه
فتومالتیپلایر (Photomultiplier Tube – PMT) وسیلهای حساس به نور است که میتواند سیگنالهای بسیار ضعیف نور را تقویت کرده و به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. یکی از مدلهای شناختهشده در این زمینه، R106 ساخت شرکت هاماماتسو است. در این مقاله به معرفی کامل، مشخصات فنی، مزایا، محدودیتها و کاربردهای R106 میپردازیم.
⸻
فهرست مطالب
1. ویژگیهای کلی و ساختار
2. بازه طیفی و حساسیت
3. عملکرد الکترونیکی و گِین
4. محدودیتها و نکات عملیاتی
5. کاربردهای رایج
6. جمعبندی و نکات انتخابی
⸻
1. ویژگیهای کلی و ساختار
• مدل و سازنده: مدل R106، تولید شرکت Hamamatsu Photonics. 
• ساختار: تیوب جانبی (side-on) با قطر تقریباً ۲۸ میلیمتر. 
• جنس پنجره (Window Material): سیلیکا (Silica) برای عبور نور فرابنفش بهتر. 
• تعداد مراحل دینودی (Dynode stages): ۹ مرحله (یا ۱۰ مرحله، بسته به منبع) 
⸻
2. بازه طیفی و حساسیت
• طیف پاسخدهی (Spectral Response): از حدود ۱۶۰ تا ۶۵۰ نانومتر 
• طول موج اوج پاسخ (Peak Wavelength): تقریباً ۳۴۰ نانومتر 
• حساسیت آندی (Anode Sensitivity): در حدود ۴۰۰ A/ lm در شرایط مرجع 
• بازده کوانتومی (Quantum Efficiency): به طور نسبی در دیتاشیت، در نواحی مختلف طیفی متفاوت است. 
⸻
3. عملکرد الکترونیکی و گِین
• گِین (Gain): تقریباً ۳.۵ × 10⁵ 
• جریان تاریکی (Dark Current): در شرایط عادی ~ ۲ نانوآمپر پس از مدت کوتاهی در تاریکی 
• زمان پاسخ (Rise Time): حدود ۲.۲ نانوثانیه 
• حداکثر ولتاژ کاری (Maximum Supply Voltage): تا حدود ۱۲۵۰ ولت 
• حداکثر جریان آند مجاز: حدود ۰.۲۵ میلیآمپر برای جلوگیری از آسیب و حفظ خطی بودن عملکرد 
⸻
4. محدودیتها و نکات عملیاتی
• نویز و جریان تاریکی: برای سیگنالهای بسیار ضعیف، جریان تاریکی محدودیت اصلی است. در دماهای پایینتر یا شرایط کنترلشده، عملکرد بهتری دارد.
• اثر میدان مغناطیسی: تیوبهای PMT حساس به میدان مغناطیسیاند. میدان خارجی ممکن است مسیر الکترونها را تغییر دهد و باعث کاهش بازده شود. استفاده از پوششهای محافظ مغناطیسی توصیه میشود. 
• خطی بودن سیگنال و اشباع: اگر سیگنال نوری زیاد شود، بعضی مراحل دینودی ممکن است وارد اشباع شوند و خطی بودن سیستم کاهش یابد.
• پیری و تغییر کارایی: با استفاده مداوم، برخی تغییرات تدریجی در حساسیت ممکن است رخ دهد.
• کالیبراسیون دقیق: برای کاربردهایی مانند شمارش تک فوتون، باید کالیبراسیون دقیق و تفکیک سیگنال از نویز انجام شود.
⸻
5. کاربردهای رایج
تیوب R106 در کاربردهای مختلفی کاربرد دارد، مانند:
• طیفسنجی UV/Vis
• آشکارسازی نور ضعیف
• اندازهگیری فلورسانس
• سیستمهای تشخیص فوتون کم
• آزمایشهای فیزیک پایه و مطالعات نور در مقیاس کوچک
⸻
6. جمعبندی و نکات انتخابی
تیوب R106 یک گزینه متعادل بین حساسیت، سرعت پاسخ و پوشش طیفی است. اگر بخوایم برای سایت یا بلاگ، نقاط قوت و معایبش را برجسته کنیم:
نقاط قوت:
• پاسخ طیفی گسترده از UV تا مرئی
• حساسیت قابل قبول
• زمان پاسخ نسبتاً سریع
• امکان کار با ولتاژهای بالا
معایب / چالشها:
• جریان تاریکی محدودیت در اندازهگیری سیگنالهای خیلی ضعیف
• حساسیت به میدان مغناطیسی
• احتمال کاهش عملکرد در طول زمان
• نیاز به مدار تقسیم ولتاژ (Voltage Divider) مناسب