Ο σωλήνας φωτοπολλαπλασιαστή (PMT) είναι ένας μετατροπέας που μετατρέπει τα φωτόνια σε ηλεκτρόνια, τα οποία παράγουν ρεύμα και τάση. Οι σωλήνες φωτοπολλαπλασιαστή χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση χαμηλών επιπέδων προσπίπτοντος φωτός, ακόμη και ενός μόνο φωτονίου.
Ένα εισερχόμενο φωτόνιο θα προσκρούσει στην επιφάνεια της φωτοκαθόδου του PMT, η οποία θα εκπέμψει ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται στη συνέχεια προς πρόσθετα ηλεκτρόδια από μια διαφορά δυναμικού περίπου 90 βολτ. Κατά την πρόσκρουση σε αυτό το ηλεκτρόδιο, εκπέμπονται περισσότερα ηλεκτρόνια. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται εννέα φορές, δημιουργώντας κάθε φορά όλο και περισσότερα ηλεκτρόνια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παράγει 1 06έως 10 7ηλεκτρόνια για κάθε μεμονωμένο φωτόνιο. Αυτά τα ηλεκτρόνια συλλέγονται στη συνέχεια στην άνοδο, όπου στη συνέχεια μετράται το ρεύμα και η τάση.
Οι λυχνίες φωτοπολλαπλασιαστή είναι εξαιρετικά ευαίσθητες και έχουν πολύ γρήγορους χρόνους απόκρισης. Η ευαισθησία του PMT μπορεί να βελτιωθεί με την ψύξη του, ώστε να μειωθεί ο θόρυβος που προκαλείται από τη θερμοκρασία. Οι λυχνίες φωτοπολλαπλασιαστή δεν πρέπει να εκτίθενται σε έντονο φως, όπως ο ήλιος ή το φως του περιβάλλοντος, διότι η ένταση μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα εξαρτήματα.
Οι λυχνίες φωτοπολλαπλασιαστή χρησιμοποιούνται συνήθως για τεχνικές ανάλυσης καθώς και για ιατρικούς και ερευνητικούς σκοπούς.