以电学效应来显示光的作用的所有装置，都叫光电管。光电发射管是指光飞向真空管中的金属电极（光电阴极）产生电子，然后电子飞向阳极后被推到外部电路中并通过带电池的计量表计量电子束的装置，射出的电子数与入射光子数成正比。

在抽成高真空（约10-7毫米汞柱）的密封玻璃管内放一块圆筒形金属板K（图1），即阴极，在K上先镀一层银，然后使其氧化，通常镀上一薄层铯。（在某些类型的管子中，人们用另一种碱金属钾代替铯）

阳极A通常是做成细的网格形，放在阴极的前面，入射光线可穿过它到达阴极。也可以采用金属丝环。按照习惯做法，用一可调直流电源e使阳极电势V高于K的电势（图2）。

电阻R（约1MΩ）是保护电阻。微安表用来测量管子中的电流强度i，伏特表V（采用图2中的接法）给出A与K之间的电压（除去微安表上的电位降）。

光打在真空中的合适金属表面上，使之释放出电子。在这个表面（它作为阴极）与阳极之间加上一个电位差，所得的电流通常用一个静电计三极管来放大，电路如图3所示。根据电流大小即可得出光电效应产生电子的数目。

可检测到的最小通量通常受电子管的限制，而与光电管无关。在同一个管子内把放大装置与光阴极结合起来是有好处的（图4）。在光电倍增管内，由光阴极释放出来的电子被加速，且落在适当的金属面上。此面发射出次级电子，它比入射电子的数目更多，于是电流被放大。通常调节加速电压使达到接近5的放大比率，而且可以把约10级的放大结合起来以达到约一百万倍的总放大。如果需要额外的放大，可以加上一个外部放大器。一个重要的困难是必须维持加速电压准确稳定。光电管和光电倍增管都属于光电发射器件。

光电发射管可分为三种类型：高真空的光电管，充气光电管和光电倍增管。所有这三种类型的管子都与硒光电池不同，都需要外接电源，在电极之间产生足够的电位差，用以推动在光敏阴极表面产生的电子的流动。它们所产生的光电流，都需要进行放大。

高真空的光电管

真空光电管是由两个电极组成的。光敏阴极是在氧化银的基体上沉积一层金属铯。阳极是与阴极骨架轴面同轴的导线或同轴的矩形线圈。阴极的结构要保证它在阴极上不留影子。在抽真空的玻璃罩内，两个电极都是密封的。

光线照到阴极表面上时，释放出电子来，电子向维持一定正电位的阳极运动。这就是光电流，可用外电路测量。光电发射管的光谱响应取决于沉积在阴极上材料的性质。有各种各样的沉积材料，阴极表面的制备方法也有多种，它们都能影响光谱响应。氧化铯-银光电管敏感于近红外波段。氧化钾-银和铯-锑光电管，最高灵敏度是在可见和紫外波段。有时，不同波长的光线在到达阴极之前所通过介质的透光性，也影响光谱响应。例如，光电管在紫外波段的灵敏度，就受到玻璃罩透光度的限制。在使用水杨酸钠一类的荧光材料时，就要采用石英。在光电管外用水杨酸钠，可把紫外光转变为可见光。

图5是一个典型的使用光电发射管的线路图。增大光电管的负载电阻，可使其灵敏度达到极限值。负载电阻可用到10000兆欧。进一步提高灵敏度，则受到噪声、非线性和响应速度变慢等因素的限制。在这样高的负载电阻时，要保证它不受湿度和静电的影响。因此，用于放大器前级的静电计管，要与输入端的栅帽，良好的屏蔽起来。

充气光电管

充气管里充有少量惰性气体，侧如氩气。当管子里有足够能量的电子时，气体被电离。在阳极和阴极之间具有很高电压时，这种充气管的电流也不会饱和。由于充气管内电子的相互碰撞，甚至在低电位时它所产生的光电流也是很大的。

光电倍增管

在检测微弱光时，光电倍增管是作为检测器而使用的。管内有光敏阴极和多级串联的电予放大器，从而把初始光电流放大许多倍。阴极所产生的电子，被称为倍增电极的第一个电极吸引，产生二次电子。一般有9至16个倍增电极。倍增电极是一块板，上面涂有对逸出电子具有很小吸引力的物质。每个碰撞电子，都会从倍增电视撞出二次电子。在正电位的作用下，电子被加速到第二个倍增电极，如此进行下去。工作时倍增电极上的电压有50到100伏。这些电子最后被收集电极所收集。

调节第一级放大电压，可以改变光电倍增管的灵敏度，每两个电极之间的电位差较小，所以它们的响应是线性的。光电倍增管的输出受到阳极电流的限制，为几个毫安。因此它只适用于测量低强度的光线，在电极表面上不会出现热效应。它们测定的光强可比用其它光电管的弱107倍。为此，必须仔细地予以光屏蔽。光电倍增管的响应还算快，它甚至可用到闪烁计数器，它所计数的光脉冲可短到10-9秒。光电倍增管需要直流电源供电。直流供电电源的稳定性，至少要比要求的测量精度高一个数量级。例如，测量精度1%，稳压精度要优于0.1%。