Rev. Phys. Appl. (Paris) 5, 813-821 (1970)
DOI: 10.1051/rphysap:0197000506081300

Spectres d'impulsions à « électron unique » et statistique de Polya dans les photomultiplicateurs à émission secondaire 56 AVP, XP 1020, XP 1021

A. Hansart-Bouiller et G. Sylin

Laboratoire d'Electronique Physique, Université Libre de Bruxelles, Belgique

Abstract
Some conclusions may be drawn from the statistical processus of secondary multiplication in a photomultiplier by the analysis of the histogram of the integrated anode pulse amplitudes. This study constitutes an experimental checking of the statistical hypothesis made by J. R. Prescott [2] suggesting that a Polya frequency function describes the stage-gain distribution in a secondary emission photomultiplier. Single-Electron spectra have been run on 56 AVP, XP 1.020, XP 1.021, by a double coincidence method that dispenses with counting in substraction of noise pulses (darkness). From the set of measures about these focused tubes it results that Polya statistics do not always lead to a gain distribution corresponding to the experimental histogram. However, it constitutes a better approach to the reality than Poisson statistics, allowing an emphasis of the essential contribution of the multiplication statistics at the input stage level. The spread of the experimental distributions would indicate that the inhomogeneity in the gain values at this stage is from 30 to 54 % according to tubes and emission points.

Résumé
Certaines conclusions peuvent être tirées sur le processus statistique de multiplication secondaire dans un photomultiplicateur (PM) par l'analyse de l'histogramme des amplitudes d'impulsions anodiques intégrées. Cette étude constitue une illustration expérimentale de l'hypothèse statistique faite par J. R. Prescott [2], qui suggère l'emploi d'une fonction de fréquence de Polya pour exprimer la distribution du gain d'étage dans un PM à émission secondaire. Nous avons relevé des spectres d'impulsions à « électron unique » (sp. e. u.) de 56 AVP, XP 1 020, XP 1021, par une méthode de double coïncidence permettant d'éviter tout comptage par soustraction des impulsions de bruit (obscurité). De l'ensemble des mesures sur ces tubes à dynodes focalisées, il ressort que la statistique de Polya ne conduit pas toujours à une distribution du gain fidèle à l'histogramme expérimental. Elle constitue, cependant, une meilleure approche de la réalité que la statistique de Poisson, en permettant la mise en évidence du rôle prépondérant de la statistique de multiplication au niveau de l'étage d'entrée. La dispersion des distributions expérimentales laisse prévoir une inhomogénéité dans les valeurs du gain de cet étage de 30 à 54 % suivant les tubes et les points d'émission.

PACS
2320 - Electron emission, materials and cathodes.
2370 - Phototubes.

Key words
photomultipliers -- secondary multiplication statistical processes -- histogram -- integrated anode pulse amplitudes -- single electron spectra -- double coincidence method -- stage gain distribution