La sensibilidad de un fotocatodo generalmente se cita en términos de eficiencia cuántica . En general, el término eficiencia cuántica (QE) puede aplicarse a fotón incidente convertida electrón a ( IPCE ) proporción de un dispositivo fotosensible. La eficiencia cuántica del fotocatodo se define como la probabilidad de conversión de fotones incidentes en una señal eléctrica y se define como:
La eficiencia cuántica de cualquier dispositivo fotosensible es una función importante de la longitud de onda de la luz incidente, y se hace un esfuerzo para hacer coincidir la respuesta espectral del fotocatodo con el espectro de emisión del centelleador en uso. En el tubo fotomultiplicador, la eficiencia cuántica está limitada al 20-30% , pero una eficiencia cuántica promedio sobre el espectro de emisión de un centelleador típico es de aproximadamente 15-20% .
El estándar para la cotización es el número de fotoelectrones por pérdida de energía keV por electrones rápidos en un centelleador de NaI (Tl) . Para la eficiencia cuántica máxima, se producen alrededor de 8 ~ 10 fotoelectrones por cada pérdida de energía keV. Por lo tanto, la pérdida de energía promedio requerida para crear un solo fotoelectrón es ~ 100 eV, que es mucho mayor que los valores en detectores llenos de gas o detectores de semiconductores.
El PMT ha sido la principal opción para la detección de fotones desde entonces debido al hecho de que tienen una alta eficiencia cuántica y una gran amplificación. Últimamente, sin embargo, los semiconductores han comenzado a competir con el PMT, el fotodiodo, por ejemplo, que tiene una mayor eficiencia cuántica en el rango visible y superior, menor consumo de energía y un tamaño más pequeño. La eficiencia cuántica para el fotodiodo es alta (60-80%) en comparación con el PMT (20-30%) que proporciona una resolución de energía más alta.
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