Существует два основных типа устройств, используемых для формирования электрического сигнала из сцинтилляционного или черенковского света: фотоумножитель и фотодиод. Фотоэлектронные умножители — это вакуумные трубки, в которых первым основным компонентом является фотокатод. Фотон света может взаимодействовать в фотокатоде, выбрасывая низкоэнергетический электрон в вакуум. Квантовая эффективность фотокатода определяется как вероятность такого преобразования. Она является сильной функцией длины волны падающего света, поэтому стараются подобрать спектральный отклик фотокатода к спектру излучения используемого сцинтиллятора. Средняя квантовая эффективность по спектру излучения типичного сцинтиллятора составляет около 15-20 процентов.
Поэтому результатом восприятия вспышки света является образование соответствующего импульса электронов на фотокатоде. Их количество в этот момент обычно составляет несколько тысяч или меньше, так что общий пакет заряда слишком мал для удобного измерения. Вместо этого фотоэлектронный умножитель имеет второй компонент, который умножает количество электронов в 105 или 106 раз. Умножение электронов происходит вдоль ряда электродов, называемых динодами, которые обладают свойством испускать более одного электрона при ударе одного электрона, ускоренного предыдущим динодом. После процесса умножения усиленный импульс электронов собирается на аноде, который обеспечивает выход лампы. Амплитуда этого заряда является индикатором интенсивности исходной световой вспышки в сцинтилляторе.
В качестве альтернативы свет можно измерить с помощью полупроводникового прибора, известного как фотодиод. Устройство такого типа состоит из тонкой полупроводниковой пластины, которая преобразует фотоны падающего света в электронно-дырочные пары. Этот процесс проходит 80 или 90 процентов фотонов света, поэтому эквивалентная квантовая эффективность значительно выше, чем в фотоумножителе. Однако усиления этого заряда не происходит, поэтому выходной импульс гораздо меньше. Когда фотодиод работает в импульсном режиме, многие источники электронного шума достаточно велики, чтобы ухудшить качество сигнала, и для данного сцинтиллятора с фотодиодом обычно наблюдается более низкое энергетическое разрешение, чем с фотоумножителем. Однако фотодиод является гораздо более компактным и прочным устройством, работает при низком напряжении и имеет соответствующие преимущества в некоторых приложениях. Сцинтилляторы, соединенные с фотодиодами, удобно использовать и в токовом режиме, особенно при интенсивных потоках излучения. Ток электронно-дырочных пар, индуцированный сцинтилляционным светом, может быть достаточно большим, чтобы сделать шумовой вклад менее значимым.
