z arsenku galu, reaguje na padające na nią pojedyncze fotony emisją pojedynczych elektronów, które następnie przyspieszane są w polu elektrostatycznym wytworzonym przez przyłożenie wysokiego napięcia stałego rzędu kilku kilowoltów (na rysunku 5 kV) pomiędzy fotokatodę a katodę wtórną (na rysunku pośrodku, koloru niebieskiego). Pole przyspieszające nadaje elektronom znaczną energię, dzięki której uderzając w katodę wtórną wybija z niej lawinę kolejnych elektronów. Lawina ta kierowana jest poprzez kolejne pole przyspieszające (na rysunku, różnica potencjałów wynosi 300 V) w kierunku pokrytego luminoforem ekranu (na rysunku po prawej, koloru zielonego). Uderzanie elektronów w luminofor powoduje emisję światła. W rezultacie, trudne do zauważenia pojedyncze fotony z wejścia (obiektywu) lampy, po znacznym wzmocnieniu, reprezentowane są na wyjściu (ekranie) przez łatwo dostrzegalną poświatę; obraz z ekranu może być następnie przetworzony przez układ soczewek okularu, ułatwiający obserwację i rozróżnienie szczegółów obrazu.