光电探测器PMT与APD的区别？看这篇就够了！

话不多说，直接上对比图，一图了解光学仪器（比如：流式细胞仪）如何选择 ：

再来细聊下PMT和APD的工作原理：

PMT（光电倍增管）的原理：

PMT：光电倍增管（photomultiplier tube），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。当光照射到光阴极时，光阴极向真空中激发出光电子，这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，并通过进一步的二次发射得到的倍增放大。然后把放大后的电子用阳极收集作为信号输出。因为采用了二次发射倍增系统，所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器中，具有极高的灵敏度和极低的噪声。

PMT的工作原理主要基于光电效应和倍增过程。以下是其工作原理的详细步骤：

光电转换：PMT的光阴极是一个具有光电效应的金属表面。当光子照射到光阴极上时，光子的能量被传递给光阴极上的电子，使其获得足够的能量从金属表面解离，形成自由电子。这个过程被称为光电效应。

倍增过程：光阴极产生的自由电子被加速器电极加速，向着第一个倍增极移动。倍增极由一个个环形的金属环组成，每个环上都有一个高压电极，使电子受到电场的影响向前运动。当电子通过倍增极时，它们会与倍增极上的金属环发生碰撞，从而产生次级电子。这些次级电子被下一个倍增极加速并与之碰撞，产生更多的次级电子。这个过程会不断重复，使得电子数目呈指数级增长。

电子输出：当电子经过所有倍增极后，它们会进入收集极。收集极是一个环形的金属电极，负责收集所有经过倍增过程的电子。当电子到达收集极时，它们会引起电流的变化，从而形成可观测的电信号。这个电信号可以通过外部电路进行进一步的处理和分析。

归纳起来，PMT工作原理的关键在于光电转换、倍增过程和电子输出。通过光电效应将光信号转换为电子，然后通过倍增过程将电子不断放大，最终在收集极产生可观测的电信号。这个过程实现了将光信号转化为电信号，并将其放大的功能。

APD（雪崩光电二极管）的原理：

APD：雪崩型光电二极管 APD（avalanche photo-diode），是利用半导体内部载流子的雪崩倍增作用工作的光敏器件，具有高速响应和高灵敏度特性，也被称为固体光电倍增管。

APD的工作原理基于碰撞电离和雪崩倍增效应。具体原理如下：

碰撞电离：在APD中，当外加电压接近其反向击穿电压时，势垒区中的电场会变得非常强。电子和空穴在势垒区中作漂移运动时，会获得很大的动能。它们与势垒区中的晶格原子碰撞，产生电离，从而激发出新的电子和空穴。

雪崩倍增效应：新产生的电子和空穴在电场的作用下继续漂移，并再次与晶格原子碰撞，产生更多的电子和空穴。这个过程会持续进行，形成雪崩倍增效应，导致电流迅速增加。

归纳来说，APD通过碰撞电离和雪崩倍增效应实现光电转换和电流放大。在高反偏压下，APD的势垒区电场很强，导致载流子获得高动能并产生电离，从而激发出更多的载流子，形成雪崩倍增效应，使电流迅速增大。