固态器件的明显优势使真空管在大多数应用中过时了。但光电倍增管是个重要的例外。它是一个玻璃外壳内的金属子结构的优雅组合，提供了前所未有的低噪声和高放大带宽。这种廉价的设备实际上可以检测进入包膜的单个光子。
光电倍增管的工作原理，爱因斯坦的光电效应和二次发射，都是简单的概念，早在被通用电气吸收并随后被解构之前，就被美国无线电公司成功地结合在一起。931光电倍增管有很多功能——天文学、二战雷达干扰、医学，以及对量子力学神秘世界的理论探索。它的内部工作很简单:
当一个物体受到光的撞击而发出电子时，就会产生光电效应，也称为光电发射。此外，强度或波长的变化可以导致电子流发射率的变化。奇怪的是，只有当入射光超过最小频率时，电子才会被发射出来，而与光的强度和持续时间无关。阿尔伯特·爱因斯坦通过理论解释了这个奇怪的现象，他认为光束实际上是由离散的量子化的光子包组成的。这与之前马克斯·普朗克所做的基础性工作结合起来，成为量子力学诞生的智力事件。普朗克提出了后来被称为普朗克关系的理论，E＝高压，表示能量E作为频率的函数v与一个常数h分解。
这是光电倍增管的基本原理之一，另一个原理是二次发射:当具有足够能量的电子撞击表面或通过导电体时，二次粒子被发射到周围的空间。
国家强磁场实验室给出了光电倍增管操作的原理图。
在光电倍增管中，电子从光电阴极发射出来，并在击中dynode的光束中加速，dynode是一个适当偏置的抛光金属电极。当这种情况发生时，通过二次发射的奇迹，更多的电子，也许以5:1的比例，被释放出来。它们撞击第二个dynode，在那里发射的电子数再乘以设计因子。
通过在光电倍增管中叠加选定数量的dynode，并将输出连接到自动测距示波器，就有可能在输入端看到基于单个光子的可测量信号。要观察这种效应，就必须有一种设备，它能发射出相隔很长一段时间的单个光子或光子流，或者访问这种自然发生的信号。
一个真正的光电倍增管。
根据海森堡测不准原理(Heisenberg Uncertainty Principle)，一个可以发射单个光子的装置即使在理论上不是不可能，也是有问题的。这是因为理论上单个光子在自然界中是不存在的。事实上，要证明或反驳海森堡的基本论点，一个单一的光子源与一个可以探测它的设备(光电倍增管)将是非常理想的。因此，研究人员寻找了一种变通方法，使它们能够发射、探测和测量单个光子。
这是一个相对简单的任务，产生一个包含平均一个光子或一对光子的数据包，但构建一个可靠的单光子发射源是困难的，尽管不是不可能的。一种方法是产生两个光子，它们对应的波长在略微不同的频率上，然后最小化带宽，实际上过滤掉其中一个光子。在这个过程中，第二个光子不是被消除，而是被分离或从一个不同的方向发射出去。
另一个主要困难在于信号非常微弱。在电磁辐射世界中，一个典型的低电平信号可能包含10个23光子每秒钟降落一次，所以这应该使单光子的探索更加清晰。
最近，瑞士巴塞尔大学的一组科学家表明，量子点原子的不确定自旋减少了光子的混淆。这意味着可以精确地控制光子发射的频率。
量子点是几十万个原子组成的单位，能够表现出半导体材料的特性。在这种情况下，可以设想建立一个可靠和一致的单光子源。由于量子点的直径在低纳米范围内，其自由载流子在每个空间维度都受到量子约束。带隙和发射频率变得高度可调，允许单光子分化，这正是实现单光子发射所需要的。
这一领域的进一步发展将导致对量子领域的更深入的理解，量子领域既无处不在，又难以捉摸。
《华盛顿邮报》光电倍增管的基础知识第一次出现在测试和测量提示．
了下:测试和测量提示
