Full download test bank at ebook textbookfull.

com

The photomultiplier handbook 1st

CLICK LINK TO DOWLOAD

https://textbookfull.com/product/the-
photomultiplier-handbook-1st-edition-a-g-
wright/

textbookfull
More products digital (pdf, epub, mobi) instant
download maybe you interests ...

The International Loan Documentation Handbook 3rd

Edition Wright

https://textbookfull.com/product/the-international-loan-
documentation-handbook-3rd-edition-wright/

THE OXFORD HANDBOOK OF CORPORATE GOVERNANCE 1st Edi

Mike Wright

https://textbookfull.com/product/the-oxford-handbook-of-
corporate-governance-1st-edition-mike-wright/

The Routledge Handbook of Vegan Studies 1st Edition

Laura Wright (Editor)

https://textbookfull.com/product/the-routledge-handbook-of-vegan-
studies-1st-edition-laura-wright-editor/

Cautious The Everyday Heroes World 1st Edition Candice

Wright [Wright

https://textbookfull.com/product/cautious-the-everyday-heroes-
world-1st-edition-candice-wright-wright/
Fierce Obsessions The Phoenix Pack 6 1st Edition
Suzanne Wright Wright Suzanne

https://textbookfull.com/product/fierce-obsessions-the-phoenix-
pack-6-1st-edition-suzanne-wright-wright-suzanne/

Wild Hunger The Phoenix Pack 7 1st Edition Suzanne

Wright Wright Suzanne

https://textbookfull.com/product/wild-hunger-the-phoenix-
pack-7-1st-edition-suzanne-wright-wright-suzanne/

Untamed Delights The Phoenix Pack 8 1st Edition Suzanne

Wright Wright Suzanne

https://textbookfull.com/product/untamed-delights-the-phoenix-
pack-8-1st-edition-suzanne-wright-wright-suzanne/

The Favor 1st Edition Suzanne Wright

https://textbookfull.com/product/the-favor-1st-edition-suzanne-
wright/

The Oxford Handbook of Industrial Policy 1st Edition

Arkebe Oqubay Christopher Cramer Ha Joon Chang Richard
Kozul Wright

https://textbookfull.com/product/the-oxford-handbook-of-
industrial-policy-1st-edition-arkebe-oqubay-christopher-cramer-
ha-joon-chang-richard-kozul-wright/
THE PHOTOMULTIPLIER HANDBOOK
The Photomultiplier Handbook

A. G. Wright

1
 3
Great Clarendon Street, Oxford, OX2 6DP,
United Kingdom
Oxford University Press is a department of the University of Oxford.
It furthers the University’s objective of excellence in research, scholarship,
and education by publishing worldwide. Oxford is a registered trade mark of
Oxford University Press in the UK and in certain other countries
© Tony Wright 2017
The moral rights of the author have been asserted
First Edition published in 2017
Impression: 1
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in
a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, without the
prior permission in writing of Oxford University Press, or as expressly permitted
by law, by licence or under terms agreed with the appropriate reprographics
rights organization. Enquiries concerning reproduction outside the scope of the
above should be sent to the Rights Department, Oxford University Press, at the
address above
You must not circulate this work in any other form
and you must impose this same condition on any acquirer
Published in the United States of America by Oxford University Press
198 Madison Avenue, New York, NY 10016, United States of America
British Library Cataloguing in Publication Data
Data available
Library of Congress Control Number: 2017933575
ISBN 978–0–19–956509–2
DOI: 10.1093/oso/9780199565092.001.0001
Printed and bound by
CPI Group (UK) Ltd, Croydon, CR0 4YY
Links to third party websites are provided by Oxford in good faith and
for information only. Oxford disclaims any responsibility for the materials
contained in any third party website referenced in this work.
Dedicated in memory of John Barton.
Contents

Preface xix
Figure credits xxi

1 Why photomultipliers? 1
1.1 Aspects of light detection 2
1.1.1 Introduction 2
1.1.2 Brief history of PMTs 3
1.1.3 The statistical case for PMTs 4
1.1.4 DC detection with a PMT 7
1.1.5 Detection of single photoelectrons 9
1.1.6 Detection of multi-photoelectron signals 10
1.1.7 Summary of PMT key attributes 11
1.2 Other light detectors 12
1.2.1 Silicon PIN diodes 12
1.2.2 APDs 12
1.2.3 SiPMs 14
1.2.4 Summary of silicon key attributes 16
1.2.5 Visible-light photon counters 17
1.2.6 CCDs 17
1.2.7 Hybrid photodetectors and APDs 17
1.3 Pulse height resolution 18
1.4 Position resolution 21
1.5 Signal-to-background considerations 21

2 Photocathodes 24
2.1 Introduction 25
2.1.1 Solid angles 26
2.2 Fundamentals of photosensitivity 27
2.2.1 The electromagnetic spectrum 27
2.2.2 Photoelectric phenomena 28
2.2.3 Photoelectron energy distribution 29
2.3 Spectral radiation and photometric units 30
2.3.1 Spectral radiant energy 30
2.3.2 Photometric units and standards 30
2.3.3 Filter measurements 33
2.3.4 Calibration laboratories and absolute radiation standards 35
2.3.5 Trap detectors 35
viii Contents

2.4 Optical properties of end window photocathodes 37

2.4.1 Refraction in dielectrics 37
2.4.2 Reflection from dielectrics 40
2.4.3 Photocathode optical properties 42
2.4.4 Techniques for measuring photocathode reflectance 43
2.4.5 Limits to reliable measurement 44
2.4.6 Determination of transmission and absorptance 45
2.5 Spectral sensitivity of photocathodes 50
2.5.1 Three foremost photocathodes 50
2.5.2 Photocathode response to scintillator light 52
2.5.3 Solar blind photocathodes 54
2.5.4 Infrared photocathodes 56
2.5.5 High-temperature photocathodes 58
2.6 Photocathode geometries 58
2.6.1 Range of end window PMTs 58
2.6.2 Range of side window PMTs 60
2.6.3 Window materials 61
2.7 Photocathode resistivity 62
2.8 QE temperature dependence 65
2.8.1 Laboratory and commercial applications,
30  C to +60  C 65
2.8.2 Ultra-low temperature performance,
273  C to
30  C 67
2.8.3 High-temperature operation, +60 ºC to +200 ºC 68
2.9 Dark count temperature sensitivity 69
2.10 Critical photocathode properties 69
2.10.1 Photocathode uniformity 69
2.10.2 Ionizing radiation 72
2.11 Summary of factors affecting photocathode response 73

3 The optical interface to PMTs 78

3.1 Introduction 79
3.2 Light attenuation and reflection coefficients 80
3.2.1 Light attenuation length, γ 80
3.2.2 Reflectance coefficients, ρ 81
3.2.3 Optical coupling of scintillators 83
3.3 Point light source 84
3.4 Interfacing to small volume scintillators 86
3.4.1 Interfacing to scintillators of high Z 88
3.4.2 Interfacing to scintillators of low Z 90
3.5 Light concentrators 90
3.5.1 Light concentrators: Theory 90
3.5.2 Light concentrators: Winston cone 91
3.5.3 Integrating spheres 92
 Contents ix

3.6 Scintillators with diffuse reflecting walls 93

3.7 Light output from scintillator slabs 95
3.7.1 Escape cones 95
3.8 Light guides 97
3.8.1 Hollow guides with specular reflecting walls 98
3.8.2 Solid guides based on TIR 98
3.8.3 Adiabatic light guides 99
3.9 Light detection efficiency for scintillators 101
3.9.1 PMT viewing a large-area face 101
3.9.2 PMT viewing small-area face 103
3.9.3 Photoelectron yield for scintillation counters 105
3.9.4 Monte Carlo simulations 107
3.10 Uniformity of response in large-area detectors 107
3.11 WLS light guides 109
3.12 Optical fibres 110
3.12.1 Application of fibres to scintillating tiles 112
3.12.2 Use of fibres with large-area plastic scintillator slabs 114
3.13 Techniques for enhancing light detection 115
3.13.1 Anti-reflection coatings 115
3.13.2 Sandblasting 115
3.13.3 Theory of light recycling 117
3.13.4 Internal prismatic window 119
3.13.5 External optical enhancement devices 120
3.13.6 WLS coatings 123

4 Statistical processes 128

4.1 Introduction 129
4.1.1 Single- and multi-photon light sources 129
4.2 Binomial, Poisson, and normal distributions 131
4.3 Mean and variance 132
4.4 Folding of probability density functions 136
4.5 Moments 139
4.5.1 Moments about the origin 139
4.5.2 Central moments 140
4.5.3 Factorial moments 141
4.5.4 Exercise in photon counting 142
4.6 Probability generating functions 145
4.7 Sum of chance integers 147
4.8 Moment generating functions 149
4.9 Folding with probability generating functions 151
4.10 Cascaded processes 153
4.10.1 Generalized two-stage cascading 153
4.10.2 Light detection statistics 154
4.10.3 Multiplier dispersion 155
4.10.4 Pdf at the kth dynode 157
x Contents

4.11 Shot noise in DC detection 161

4.12 Noise in multi-photon excitation 163
4.13 Continuous SER distributions 166
4.14 Multi-photoelectron pdfs 169
4.15 MPHD for an empirical SER 173
4.16 Arrival time statistics 175
4.16.1 Exponential time signatures 175
4.16.2 First two moments for R fixed 177
4.16.3 First two moments for R randomized 178
4.17 Determination of afterpulse rates 180
4.17.1 Afterpulses: Method I 181
4.17.2 Afterpulses: Method II 182
4.18 Scaling and dead time 183
4.18.1 Interval distribution 184
4.18.2 The p-fold time interval 184
4.19 Dead time 188
4.19.1 Sources of dead time 188
4.19.2 Counting losses attributed to dead time 190
4.19.3 Type I, paralysable counters 190
4.19.4 Type II, non-paralysable counters 191
4.19.5 Dead time and variance 193
4.19.6 Determination of dead time 194
4.19.7 Suppressing correlated signals 197

5 Secondary emission and gain 202

5.1 Introduction 203
5.2 Gain generation with discrete dynodes 204
5.3 Single-photoelectron noise spectra 208
5.4 Secondary-electron emission 210
5.4.1 Classical description 210
5.4.2 Secondary-electron yield 214
5.4.3 Theory and measurement 215
5.4.4 Secondary-electron statistics 216
5.4.5 Temperature dependence of gain 218
5.5 Sources of undersized signals 219
5.5.1 Inelastic scattering 219
5.5.2 Gain non-uniformity 222
5.5.3 Events initiated by d1 224
5.5.4 Other sources of undersized signals 224
5.6 Discrete dynodes 225
5.6.1 Venetian blind dynodes and skipping 226
5.6.2 Coarse mesh dynodes 229
 Contents xi

5.6.3 Fine-mesh dynodes 230

5.6.4 Metal-channel dynodes 230
5.6.5 Linear and circular focussed dynodes 232
5.6.6 Box-and-grid dynodes 234
5.6.7 Transmission dynodes 234
5.7 Continuous multipliers 237
5.7.1 CEMs 237
5.7.2 MCPs 239
5.7.3 Gain–voltage considerations in MCPs 240
5.8 Multiplier and PMT gain measurement 241
5.8.1 Measurement of G: First method 242
5.8.2 Measurement of G: Second method 243
5.8.3 Measurement of G: Third method 243
5.8.4 Measurement of ‹g›: First method 245
5.8.5 Measurement of ‹g›: Second method 247
5.8.6 Measurement of ‹g›: Third method 248
5.8.7 Measurement of ‹g›: Fourth method 249
5.9 Quick determination of ‹g› 249
5.9.1 Quick determination of ‹g›: First method 251
5.9.2 Quick determination of ‹g›: Second method 251
5.10 Gain–voltage characteristics 252
5.11 Conclusions 253

6 PMT background 257

6.1 Introduction 258
6.2 Dark counts and dark current 259
6.2.1 Subdivision of a dark count distribution 260
6.3 Reconciliation of dark current and dark counts 261
6.4 S/B in DC applications 264
6.5 Light generation within a PMT 265
6.6 Sources of background 266
6.6.1 Region A: Undersized pulses 267
6.6.2 Regions B and C: Single- and multi-electron
background 267
6.6.3 Dependence on temperature 267
6.6.4 Ionizing radiation 269
6.7 Gamma background 271
6.7.1 Radionuclides within PMTs 274
6.8 Cosmic ray muons 276
6.8.1 Cerenkov emission in a PMT window 277
6.8.2 PMT orientation 278
6.9 Means for reducing background 279
6.10 Summary 279
xii Contents

7 Measurement of low light flux 282

7.1 The physical nature of light detection 283
7.1.1 Noise and background 283
7.2 Measurement modes 284
7.2.1 Photon counting 284
7.2.2 DC detection 284
7.2.3 Shot noise power detection 286
7.3 Detection methods and weighting 288
7.3.1 Detection techniques 289
7.4 Difference between two count rates 291
7.4.1 Efficient time allocation 291
7.5 Signal recovery instrumentation 293
7.5.1 Boxcar integrators 293
7.5.2 Lock-in detection 294
7.5.3 Synchronous signal averaging 296
7.5.4 Signal recovery simulation 297
7.5.5 Subdividing time intervals 298
7.5.6 Upper and lower thresholds 300
7.5.7 Signal magnitudes: Photon counting 301
7.5.8 Signal magnitudes: DC detection 302
7.5.9 Excess noise factor 303
7.5.10 Ratemeter operation 304
7.6 PMT selection criteria 306
7.6.1 Optimal gain for DC detection 307
7.6.2 Optimal HV for photon counting 308
7.6.3 MCA plateau characteristic 311
7.6.4 Critical PMT parameters 312
7.6.5 Discriminator threshold 316
7.7 Methods involving DMMs and electrometers 317
7.7.1 Measurements with a DMM 317
7.7.2 Electrometers 318
7.7.3 Voltage dividers 319

8 Timing with PMTs 321

8.1 Electron motion in electric fields 322
8.1.1 Introduction 322
8.1.2 Electron motion in a uniform electric field 328
8.1.3 Electron motion in non-uniform electric fields 329
8.1.4 Laws of motion applied to PMTs 330
8.1.5 Spot size 331
8.2 Evolution of fast linear focussed PMTs 333
8.2.1 The PMT front end 333
8.2.2 Contribution to time dispersion from dynodes 337
 Contents xiii

8.2.3 Transit-time effects at the PMT back end 339

8.2.4 Ultra-fast PMTs 341
8.3 PMT output signal 341
8.3.1 Signature of the anode signal 341
8.3.2 Simulation of photoelectron time intervals 343
8.3.3 Simulation of multiplier noise and jitter 345
8.3.4 Oscilloscope traces for NaI(Tl) signals 347
8.3.5 Scintillator rise and fall time 350
8.4 Timing 351
8.4.1 Single-electron time response 351
8.4.2 Transit time, T 353
8.4.3 Effect of amplitude fluctuations on jitter 356
8.4.4 Effect of charge sensitivity on jitter 357
8.4.5 Contribution to jitter from noise 357
8.5 Zero crossing and CF methods 358
8.5.1 Charge threshold for triggering 361
8.5.2 CF technique 363
8.6 Measurement schematics 365
8.7 Multiple statistical sources 369
8.7.1 Single-photoelectron output signatures 369
8.7.2 Photoelectron timing variance 370
8.8 Photon arrival statistics 373
8.9 Timing measurements 376
8.10 Timing summary 378

9 Linear performance 383

9.1 Introduction 384
9.1.1 Modes of operation 385
9.1.2 Rate effect 387
9.1.3 Causes of non-linearity 387
9.1.4 Dynode materials 387
9.2 Dynamic range 388
9.2.1 Achievable dynamic range: Analogue 388
9.2.2 Achievable dynamic range: Pulse mode 389
9.2.3 Onset of DC non-linearity 391
9.2.4 Onset of pulsed non-linearity 392
9.2.5 Bootstrap method 394
9.3 Theoretical considerations 394
9.4 Advanced linearity investigations 398
9.4.1 Single-step method 399
9.4.2 Ratiometric method 402
9.4.3 Shot noise method 403
9.5 Correcting non-linearity 404
9.6 Non-linearity in inorganic crystals 405
9.7 Summary 407
xiv Contents

10 Collection and counting efficiency 410

10.1 Introduction 411
10.2 Lost photoelectrons 412
10.2.1 Front end design 412
10.2.2 Optimal operating conditions 413
10.3 Collection and counting efficiency 414
10.3.1 Collection efficiency, F 414
10.3.2 Anode detection efficiency, ε 415
10.4 Measurement techniques 415
10.4.1 Attenuation using filters 415
10.4.2 Count rate determination 416
10.5 Determination of F 418
10.5.1 Based on d1 gain 418
10.5.2 Shot noise 422
10.5.3 The bi-photonic field 424
10.5.4 Calibrated lamp 425
10.5.5 Cerenkov light source 425
10.5.6 Use of a power meter 426
10.5.7 Calibrated silicon photodiodes 427
10.6 Summary and conclusions 428

11 Signal-induced background 431

11.1 Introduction 432
11.2 Timing instrumentation 432
11.2.1 Amplifier discriminators 432
11.2.2 Configurations for afterpulse measurements 433
11.2.3 Stop
start instrumentation 434
11.3 Prepulses and late pulses 435
11.4 Detector response function 439
11.5 Afterpulses 440
11.5.1 Early measurements 440
11.5.2 Theory of afterpulse generation 442
11.5.3 Contributions to understanding afterpulses 445
11.5.4 Afterpulses in photon counting 447
11.5.5 Exposure of PMTs to helium 448
11.6 Exposure to bright light 449
11.6.1 Settling time: Medium term 449
11.6.2 Settling time: Long term 449
11.7 Summary and conclusions 452

12 Environmental considerations 455

12.1 Introduction 456
12.1.1 Performance in weak magnetic fields 456
12.1.2 Performance in high magnetic fields 458
 Contents xv

12.1.3 The effect of electric fields 458

12.1.4 PMT enclosures, modules, and housings 461
12.1.5 Housings for scintillators 463
12.1.6 Light leaks and electric fields 464
12.2 Operation in harsh environments 465
12.2.1 Shock and vibration 465
12.2.2 Operation at high temperature 467

13 Voltage dividers 471

13.1 Introduction 472
13.2 Gain–voltage relationships 473
13.2.1 Resistive dividers 473
13.2.2 Dividers with zener diodes 475
13.3 Analysis of resistive dividers 477
13.4 Resistive divider operation 482
13.5 Inclusion of zener diodes 484
13.6 Active voltage dividers 488
13.6.1 Fully active N-type analysis 489
13.6.2 Fully active P-type analysis 490
13.6.3 Fully active circuits 493
13.6.4 Gain linearity 495
13.6.5 Partially active circuits 496
13.6.6 Cockcroft–Walton dividers 497
13.7 Voltage dividers for pulsed operation 499
13.7.1 Decoupling capacitors 499
13.7.2 Pin connections 501
13.7.3 Decoupling options 501
13.7.4 Switch-on transients 502
13.8 Methods and circuits 503
13.8.1 Power supply polarity and ripple 503
13.8.2 Wiring options 506
13.8.3 Dynode signals 507
13.8.4 Shorting dynodes 509
13.8.5 Single cable dividers 510
13.8.6 Gain adjustment 511
13.8.7 Equivalent circuit at high frequencies 511
13.8.8 Wiring practice 512
13.9 Gating 515
13.9.1 Electro-optical and mechanical gating 517
13.9.2 HV switching 517
13.9.3 Photocathode gating 518
13.9.4 Dynode gating 518
13.9.5 Focus-electrode gating 521
13.9.6 Circuit realization 522
13.9.7 Pulse generators and shielding 522
xvi Contents

14 Electronics for PMTs 527

14.1 Introduction 528
14.2 Charge output transducers 530
14.3 The role of a preamplifier 531
14.3.1 Interfacing and signal transmission 532
14.3.2 Grounding and shielding 534
14.4 Circuit protection and limiting 534
14.5 Modular electronics 535
14.6 PMT equivalent circuit 538
14.6.1 PMT signal bandwidth 541
14.7 Multiple PMT outputs 543
14.8 Passive circuit analysis 544
14.8.1 Anode DC-coupled R||C network 545
14.8.2 Anode AC-coupled R||C network 547
14.9 Signal-shaping preamplifiers 549
14.9.1 Charge-sensitive preamplifiers 550
14.9.2 Commercial charge-sensitive amplifiers 552
14.9.3 Pole-zero cancellation 554
14.9.4 Preamplifier calibration 555
14.10 Signal-shaping main amplifiers 555
14.10.1 Signal-shaping theory 555
14.10.2 Detector noise 559
14.10.3 Modular detection equipment 561
14.11 Fast amplifiers 562
14.11.1 Discrete-component amplifiers 562
14.11.2 Amplifiers incorporating microwave transistors 564
14.11.3 Fast bench-top and NIM preamplifiers 566
14.11.4 Voltage- and current-feedback OP-AMPs 566
14.11.5 Transimpedance amplifier circuits using CFAs 569
14.11.6 Logarithmic amplifiers 571
14.12 Pulsed-light sources 572
14.13 Optimizing PMT performance 573
14.14 DSP 574
Appendix A PMT output distributions 581
A.1 General considerations 581
A.2 Schematics and methods for measuring distributions 583
A.3 Integral pulse height distributions 583
A.4 Differential pulse height distributions 583
A.5 Plateau characteristic 584
A.6 Changing variables 585
A.7 Transformations of an analytic function 588
A.8 Transformation of experimental data 591
 Contents xvii

A.9 Single-photoelectron distributions 592

A.10 Probability distributions in high temperature
NaI(Tl) applications 597
A.11 Conclusions 600

Appendix B Light emission by the Cerenkov effect 603

B.1 Introduction 603
B.2 Threshold conditions for the Compton effect 604
B.3 Formulations for Cerenkov emission 606
B.4 The yield from MIPs 608

Appendix C Abbreviations 611

Index 615
Preface

It is usual to indicate the type of reader the author has in mind. This book is aimed
primarily at those who use, or are about to use, vacuum photomultipliers (PMTs).
The aim is to provide a deeper understanding of PMT behaviour as a means for
optimizing performance. Wherever appropriate I have drawn on my experience as
a user and manufacturer of PMTs. My objective in writing this book is to fill
perceived gaps in the literature. For example, the important topic of the optical
interface to PMTs has hitherto received little attention.
Major manufacturers of light detectors, notably EMI, provided ‘Application
Notes’ covering a range of technical topics relating to PMTs. Also, PMT manu-
facturers’ handbooks, refreshingly unbiased by commercial considerations, have
been freely issued over the years, namely,

• RCA (Photomultiplier Manual, 1970)—available online

• Philips (Photomultiplicateurs, 1981)
• Hamamatsu (Photomultiplier Tubes, Basics and Applications, 2006)—avail-
able online
• Philips (Photomultiplier Tubes, Principles and Applications, 1994)
• Photomultiplicateurs, written by G Piétri, in French, reached a wider audi-
ence following an update and translation released in 1994.

It is perhaps worth noting the name changes of the major manufacturers, as

companies have been bought or merged. The evolution of names is as follows:

• Philips ! Photonis ! now based in China

• EMI ! Thorn EMI ! Electron Tubes ! ET Enterprises
• RCA ! Burle ! ceased trading in PMTs

Philips marketed and branded products under different titles: Philips, Mullard,
Valvo, and Amperex. When a specific product type is mentioned in the present
text, the name of the manufacturer at the time of reporting is used.
This book should also be of interest to scientists and engineers involved in
PMT design and manufacture. I have held the opinion throughout my 40 years in
the industry that those who produce new or modified devices should critically
evaluate their performance. This also applies to designers of electronics, for whom
dealing with the equivalent circuit of a current generator may initially appear
xx Preface

arcane. There is sometimes reluctance to investigate PMT behaviour occurring at

a stage prior to the output, because performance is affected by operations before
the signal reaches the anode. PMTs have been commercially available since the
1950s, but optimal or even satisfactory performance still eludes many users. This
is not surprising, since we are dealing with devices of sufficient gain to detect single
photons and with a bandwidth of the order of a gigahertz—clearly, a product with
such performance demands expertise and careful treatment.
PMTs are intriguing scientific transducers that have proved worthy of study in
their own right. They embody the physics of photoemission, electron-optics,
secondary emission, optics, and signal processing, making them the preferred
light detectors for a significant range of commercial instrumentation and
for academic investigations. The principal advances in the evolution of PMTs
inevitably trace back to a scientific requirement, rather than a commercial one.
Hemispherical PMTs (see Fig. 2.23), for example, stemmed from proton-decay
investigations requiring the capture of light over large solid angles. Following their
first introduction in the 1970s, many massive experiments conducted under water,
and in ice, have produced outstanding advances in our understanding of astro-
physical phenomena. Although perhaps 50,000 PMTs of this type have been
produced, virtually none has found commercial application. The majority of
scientific publications concerning PMTs are to be found in the following journals:
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, IEEE Transactions on
Nuclear Science, Applied Optics, Review of Scientific Instruments, and Journal of
Physics D and E. The first two mentioned are favoured for publishing the pro-
ceedings of international conferences, such as: ‘New Developments in Photode-
tection’ and the ‘IEEE Nuclear Science Symposia’. These conference publications
are highly recommended as a source of current information on light detectors.
Light generation and detection are statistical processes. The family of detectors
that provide gain through electron multiplication are also statistical in their oper-
ation. Hence, the choice of an appropriate detector for a particular application is
strongly influenced by statistical arguments. The first chapter introduces the range
of light detectors and compares their performance, essentially on statistical
grounds. The formulations are stated rather than derived at this stage but they
are fully developed in Chapter 4.
I have been fortunate to have enjoyed constant encouragement, the use of test
facilities, and literature from two managing directors of Thorn EMI and ET
Enterprises, namely, J P Frederiksen and R M McAlpine, respectively, and also
L Ludlum, Vice President, ADIT/Electron Tubes. I also wish to acknowledge
A C Bach, A J Cormack, P J Cook, and C Wade for technical input and suggestions
on presentation and subject coverage. I am especially indebted to my wife, Mary,
who patiently withheld the awkward question ‘When are you going to finish?’
Amersham A. G. WRIGHT
June 2017
Figure credits

Chapter 2
Fig. 2.10(a). Jones, D. P. (1976). Photomultiplier sensitivity variation with angle of incidence on the
photocathode. Appl. Opt., 15, No. 4, 910–14. 44
Fig. 2.10(b). Moorhead and Tanner (1996). Optical properties of an EMI K2CsSb bialkali photocathode.
Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A, 378, 162–70. Reprinted from Elsevier Science ©1996. 44
Figs 2.11 to 2.14. Moorhead and Tanner (1996). Optical properties of an EMI K2CsSb bialkali photocathode.
Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A, 378, 162–70. Reprinted from Elsevier Science ©1996. 46–8
Fig. 2.15. Hallensleben et al. (2000). Optical constants for the S20 photocathode, and their application to
increasing photomultiplier quantum efficiency. Optics Communications, 180, 89–102. Reprinted
from Elsevier Science ©2000. 49

Chapter 3
Figs 3.9 to 3.11. Welford, W. T. and Winston, R. (1978). The optics of non-imaging concentrators. Light and
solar energy. Academic Press, New York. Reprinted from Academic Press ©1978. 90–2
Fig. 3.26. Aota, S. et al. (1999). Mass production of tile/fibre units for the CDF plug upgrade
EM calorimeter. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A 420, 48–61. Reprinted from Elsevier
Science ©1999. 113
Fig. 3.27. Artikov, A. et al. (2006). New generation large area muon scintillation counters with wavelength
shifter fibre readout for CDF II. Physics of particles and nuclear letters, 3, Issue 3,
188–200. Reprinted from Springer ©2006. 114
Fig. 3.34. Gunter, W. D., Grant, G. R. and Shaw, S. A. (1970). Optical devices to increase photocathode
quantum efficiency. Appl. Opt., 9, No. 2, 251–7. Reprinted with permission from OSA ©1970. 122
Table 3.2. Courtesy of J Mc Millan, private communication. 83

Chapter 4
Figs 4.14 and 4.15. Wright A. G. (2005). The statistics of multi-photoelectron pulse height distributions.
Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A., 579, 967
72. Reprinted from Elsevier Science ©2005. 174, 177
Fig. 4.16. Arrival time statistics. Kelbert, M., Sazonov, I. and Wright, A. G. (2006). Exact expression
for the variance of the photon emission process in scintillation counters. Nucl. Instr. and
Meth. in Phys. Res. A., 564, 185
9. Reprinted from Elsevier Science ©2006. 179
Chapter 5
Fig. 5.10. Simon, R. E. and Williams, B. F. (1968). Secondary-electron emission. IEEE Trans NS15,
166
70. Reprinted with permission from IEEE. ©1968. 215
xxii Figure credits

Fig. 5.12. Sommer, A. (1972). Bialkali (K2CsSb) photocathodes as a high gain secondary electron
emitter. J. Appl. Phys., 43, No. 5, 2479
2480. Reprinted with permission from AIP© (1972). 217
Fig. 5.23. Kuroda, K., Sillou, D., and Takeutchi, F. (1981). New type of position sensitive photomultiplier.
Rev. Sci. Instrum., 52(3), 337
346. Reprinted with permission from AIP© (1981). 229
Fig. 5.24. Agoritsas, V., Kuroda., K. and Nemoz, Ch. (1989). A new type of position-sensitive electron
multiplier. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A, 277, 237
241. Order number 3620250895810.
Reprinted from Elsevier Science ©1989. 229
Fig. 5.26. Chirikov-Zorin, I., Fedorko, I., Menzione, A., Pikna, M., Sỷkora, I., and Tokảr, S. (2001).
Method for precise analysis of the metal package photomultiplier single photoelectron spectra.
Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A, 456, 310
324. Reprinted from Elsevier Science ©2001. 231
Chapter 6
Table 6.1. Viehmann, W, et al. (1975). Photomultiplier window materials under electron irradiation:
fluorescence and phosphorescence. Appl. Opt., 14, No. 9. 2104–15. Reprinted with
permission from OSA ©1975. 271

Chapter 10
Figs 10.5 to 10.11 and equations (10.6) and (10.7). Wright, A. G. (2010). Method for the determination
of photomultiplier collection efficiency, F. Appl. Opt., 49, 2059–65. Reprinted with
permission from OSA ©1970. 419–23

Chapter 14
Fig. 14.24. Blanch, O. et al. (1999). Performance of a fast low noise front-end preamplifier for
the MAGIC imaging Cerenkov telescope. IEEE Trans. NS. 46, 800–5. Reprinted with
permission from IEEE. ©1968. 565
Fig. 14.25, Fig. 14.26, and Fig. 14.27. Giachero, A., Gotti, C., Maino, M., and Pessina, G. (2011).
Current feedback operational amplifiers as fast charge sensitive preamplifiers for
photomultiplier read out. J Inst. 6, P05004, 1–19. Reprinted with permission from
IOP ©2011. 567, 568, 570
1
Why photomultipliers?
1 2 Why photomultipliers?

1.1 Aspects of light detection

1.1.1 Introduction
Photon detectors transform information, carried by light, to an electrical analogue.
A light signal primarily contains information on: time relative to some initiating
event; intensity in terms of a number of photons; position of a detected signal on
the photocathode; and wavelength. Not all this information is necessarily sought
by a user, and some detectors are superior to others concerning a particular
performance attribute. Intensity may refer to the number of photons per event,
or per unit time, with consideration for the detector area. Photon rates may be
constant with time (DC detection), slowly varying, or transient in nature. The time
response of a detector is generally specified in terms of some property of the pulse
shape, such as its rise time; or the response may be described in terms of band-
width. All detectors are sensitive to the wavelength of a signal but without the
capability for its direct determination: this demands additional instrumentation,
such as a monochromator.
The process of light detection is a quantum mechanical one of absorbing the
energy of a photon to produce a free electron. Given the generation of sufficient
photoelectrons per unit time, it is possible to quantify this charge in terms of a
current or voltage to provide a measure of the light input. The ability to detect a
light signal depends broadly on two considerations. The first is the sensitivity of the
photocathode, in terms of quantum efficiency (QE), η: that is, the ratio of the
number of photoelectrons produced to the number of incident photons and
second, the level of background. QE is always less than unity, although in certain
solid state detectors the QE approaches unity over a limited wavelength band.
Other detectors, such as photomultipliers (PMTs), are often used at infrared
wavelengths, where QEs are very low. It is, however, still feasible to make meas-
urements under these circumstances since PMTs are capable of detecting single
photoelectrons, by virtue of their high and relatively noiseless gain. Until the 1970s
PMTs were the only commercially available devices with this capability, but now
solid state PMTs, SiPMs, with intrinsic gain are readily available.
A brief introduction to the terminology is appropriate at the outset, to remove
possible confusion. The following terms are encountered throughout the scientific
literature: signal current and signal counts, where the meanings are obvious.
Associated with these two variables we have dark current and dark counts, or
equivalently, background current, and background counts. The words dark and
background apply to the output from a detector in the absence of light input but
the terms actually refer to signals, albeit unwanted ones. Noise is reserved for the
description of statistical aspects of light, such as shot noise; it is not a signal but
rather a fluctuation within an existing one. ‘Noise in signal’ and ‘noise in back-
ground’ are the appropriate terms for the shot noise inherent in the current
produced by a light signal, and that produced by a background signal, respectively.

The Photomultiplier Handbook. Tony Wright.

© Tony Wright 2017. Published 2017 by Oxford University Press.
DOI: 10.1093/oso/9780199565092.001.0001
 Aspects of light detection 3 1

Throughout this book background and noise will always refer to different aspects
of performance, as described here.
Light detectors may be divided into two broad categories: those that provide an
image and those that are non-imaging. Further subcategories are:

• vacuum devices, such as PMTs, microchannel plate PMTs (MCPPMTs),

and hybrid PMTs, in which a discrete multiplier is replaced by a solid state
diode
• solid state devices, such as PIN diodes, avalanche photodiodes (APDs);
pixelated silicon PMs (SiPMs), and charge-coupled devices (CCDs)

Throughout the book, the acronym PMT refers to traditional vacuum PMTs.

1.1.2 Brief history of PMTs

The invention of the PMT in 1936 is usually credited to the RCA Corporation in
the USA. However, Lubsandorzhiev (2006) makes a case in favour of L A
Kubetsky, a Russian, who produced a PMT in 1933–4 with an S1 photocathode,
consequently predating the work at RCA. This is arguable, but what cannot be
disputed is the leading role of RCA in the development of commercially available
product, starting in 1934. PMTs evolved from studies in electron secondary
emission at the turn of the twentieth century. It was observed, for certain metals,
that the process of secondary electron emission generated more electrons than
primary emission did—hence a means of amplification. RCA produced a single-
stage PMT in 1935, with a gain of 8 (Engstrom 1980). A multistage magnetically
focussed PMT followed in 1936 from researchers who were to become the leaders
in the PMT industry—Zworykin, Morton, and Malter (1936). This PMT was not
commercialized because of the difficult operating conditions imposed by the need
for both electrostatic and magnetic focussing. The first commercially available
PMT was the side window 931 with electrostatic focussing only, designed by
Zworykin and Rajchman (1939). Throughout the 1950s and 1960s, RCA
extended the range of photocathodes through the research of A H Sommer
(1980), who invented the bialkali and S20 photocathode types. During this period,
Philips and EMI between them enjoyed a share of about 30 % of the market,
specializing, respectively, in fast and low-background PMTs. The development
of negative affinity photocathodes in the 1970s made detection into the far
infrared, beyond one micron, possible. Several specialist companies exploited
these photocathodes mainly for military night vision purposes. Towards the end
of the 1970s a Japanese company, Hamamatsu, began to dominate the side
window market as RCA’s position waned. The only manufacturer of side window
PMTs is currently Hamamatsu, with a range of some 30 types of 10 mm and 30 mm
geometries. The historical industry standards are still available, such as the 931,
IP21, and the IP28; current product is similar in construction to the historical
1 4 Why photomultipliers?

versions but totally different in performance. The introduction of the S20 R928 in
the 1970s signalled a significant advance with infrared sensitivity of two to three
times that offered by the competitors, who to date have yet to find the key to
manufacturing this outstanding side window PMT type. Hamamatsu produce
both the world’s smallest vacuum PMT, the µPMT®, which is about the size of a
thumbnail, and the biggest, which is a hemispherical tube with a diameter of 2000 ;
they are the leaders of the PMT market with a share in excess of 90 %. Hamamatsu
also have the leading position in the silicon detector market. RCA, Photonis, and
Hamamatsu handbooks are available, all of which include a detailed historical
sketch of PMT development (Engstrom 1980; Flyckt and Marmonier 2002;
Hamamatsu 2007). Hamamatsu has set overall standards for consistency of
performance, particularly with respect to gain and sensitivity, and nowadays it is
unnecessary to allow a run-in period. Forty years ago the advice from experienced
users was to switch on a week in advance of intended use. This has long been
unacceptable as customers expect immediate stability of performance.

1.1.3 The statistical case for PMTs

A review article by Lallemand (1962), of the Paris Observatory, makes the case for
PMTs by investigating the limitations imposed by well-known laws of physics.
There are of course other reviews but Lallemand’s treatment is novel, and his
institute has the rare distinction of having made their own PMTs. His approach
will be adopted, based initially on the analysis of a photocell, comprising a
photocathode and an anode only; this is followed by the inclusion of a multiplier.
Consider the illumination of a photocathode with a random but steady source
of light that produces a photocurrent, Ik. Random implies all frequency compo-
nents are equally probable. By steady it is meant that the average current, meas-
ured over sufficiently long successive periods, is constant but superimposed on
this current is a random component arising from the quantized nature of light and
charge. This phenomenon is known as the Schottky effect. The rms noise current,
‹is2 ›1=2 , is the shot noise and is given by

‹is2 ›1=2 ¼ ð2eIk Δf Þ1=2 ; ð1:1Þ

where e is the electronic charge, and Δf is the noise bandwidth. Note that shot noise
only exists when a signal, Ik , is present: it may be interpreted as a random although
quantifiable modulation, ‹is2 ›1=2 , on Ik. Equation (1.1) is one of the more important
relationship in the subject of light measurement, and its influence on detectivity is
particularly felt whenever light levels are low. An inescapable consequence of (1.1) is
that precise measurement of Ik presents a considerable challenge by the presence of
this intrinsic noise, ‹is2 ›1=2 . It is customary in PMT applications to perform current-
to-voltage conversion at the anode by including a load resistor, R. However, all
resistors are a source of EMF with associated noise, the magnitude of which is
given by the Johnson noise formula:
 Aspects of light detection 5 1


4kT Δf 1=2
‹ij2 ›1=2 ¼ ; ð1:2Þ
R
where k = 1.38  1023 J/K is the Boltzmann constant, and T the absolute
temperature, usually taken as 300 K. The thermal noise expression in terms of
voltage follows from (1.2) as

‹ν2j ›1=2 ¼ ð4kTRΔf Þ1=2 ; ð1:3Þ

and it appears to predict an EMF with infinite noise for an open circuit (infinite
resistance). However, the inescapable presence of stray capacitance, in addition to
any deliberately added for bandwidth control, presents finite impedance to the
signal. It is appropriate at this juncture to stress that, wherever noise is under
consideration, the appropriate bandwidth is Δf = 1/(4RC), and not the more
familiar signal bandwidth, 1/(2πRC), although the numerical difference is small.
Equation (1.3) then reduces to ‹νj2› = kT/C. It is useful to compare the relative
contributions to noise from these two major sources, assuming typical values for
the parameters involved.
Consider a photocurrent Ik = 1015 A, for example, which corresponds to an
average flow of 6300 photoelectrons (pe)/s. This is a weak, but not ultra-weak
signal, in PMT terms. Bandwidth, Δf, appears in both noise expressions, and for
the present ratio metric analysis we take Δf = 1, R = 1, T = 300, and ‹g› = 106 in
equations (1.4)–(1.6), which follow. There is no loss in generality because the
formulae readily scale. The mean gain, ‹g›, of the multiplier, is enclosed in chevrons
to emphasize its statistical nature. Shot noise originates from the current flow in the
photocathode but it is enhanced by the multiplier gain, ‹g›, when observed at the
anode. On the other hand, Johnson noise is outside the influence of the PMT, since
its source lies in an added load resistor. The contributions, taking Δf and R equal to
unity, from shot and Johnson noise at the anode are

‹is2 ›1=2 ¼ ð2eIk Þ1=2 ‹g› ¼ ð2  1:6  1019  1015 Þ1=2  106 ¼ 18 pA; ð1:4Þ

‹ij2 ›1=2 ¼ ð4kT =RÞ1=2 ¼ ð4  1:38  1023  300Þ1=2 ¼ 129 pA: ð1:5Þ

The combined noise is given by adding contributions in quadrature, noting that

(1.4) is signal dependent and (1.5) is not,

‹iðsþjÞ2 ›1=2 ¼ ð‹is2 ›2 þ ‹ij2 ›2 Þ1=2 ¼ ð182  1292 Þ1=2 ¼ 130 pA: ð1:6Þ

Equations (1.1), (1.2), and (1.6) are plotted in Fig. 1.1 as a function of R by
adopting unit bandwidth, as is standard practice. Note how the procedure of adding
in quadrature makes the net effect of the shot contribution negligible, in this case.
The two contributions are equal when


‹is2 ›1=2 2eIk R
¼  ‹g› ¼ 1: ð1:7Þ
‹ij2 ›1=2 4kT
1 6 Why photomultipliers?

1000

Combined noise
100

‹ia›1/2 (pA/√Hz)
Shot noise
10
Johnson noise

1
1 10 100 1000 10000
R (Ω)

Fig. 1.1. Comparison of the magnitudes of shot and Johnson noise, at the anode, for an
assumed cathode current of 1015 A, and a multiplier gain of 106. Note that the two noise
sources are the same in magnitude for a load resistance of 50 Ω—a value favoured for signal
transmission via matched coaxial cable. The combined noise is the sum of the two sources
taken in quadrature.

It follows from (1.7) for Ik = 1015 A, and ‹g› = 106, that R is 50 Ω, and
independent of Δf. The smallest measurable cathode current is determined by
the Johnson noise in the load resistor. The principal attribute of an electron multiplier
is that it gives current amplification without a resistor.
Handling fast, nanosecond rise time, output pulses from a detector demands a
bandwidth in the region of 100 MHz and preferably a load resistor of 50 Ω, for the
reasons previously given. The combined noise is
0 11=2
4kT
‹iðsþjÞ 2 ›1=2 ¼@ þ 2eIk ‹g›2 A Δf 1=2 ð1:8Þ
R
11
¼ 2:56  10  √10 ¼ 0:256 μA rms:
8

With, in this example, equal contributions derive from the two noise sources.
The effect of the wide bandwidth is to increase the noise from 25.6 pA rms, at
unity bandwidth, to 0.256 μA rms at 100 MHz bandwidth.
The gain required, such that multiplier noise will exceed Johnson noise is
given by

1=2


4kT 0:052 1=2 0:052 1=2
‹g›  ¼ ¼ ; ‹g›  7000: ð1:9Þ
2eIk R Ik R 109
Another random document with
no related content on Scribd:
 Hän teki vähäisen, torjuvan eleen. »Tunkeutuuko helvetti —
paratiisiin, mon ami?» virkkoi hän lempeän leikillisesti.
»Kaksikymmentä vuotta on sinulla ollut taivas maan päällä, sinä
onnellinen pahus, kuten minä saatan todistaa. Pitääkö sinun vielä
muistella? Jos hän kerran voi unohtaa, miksi et sitten sinä?»

Sheikki heilautti kättänsä epäävästi. »Jos sinä olisit menetellyt

samoin kuin minä menettelin, olisitko sinä unohtanut?» huudahti hän
entistä katkerammin. »Mutta sinä — bon Dieu, sinä et olisi ikinä
alentunut niin kunnottomaksi.»

Saint Hubertin kasvoille tuli omituinen ilme, ja hän käänsi

väsyneesti päätänsä pieluksella.

»Kukapa tietää?» sanoi hän hitaasti. »Saavuttaakseni sen, mitä

sinä saavutit, olisin saattanut tehdä senkin, mitä sinä teit. Jos olisin
joutunut samaan kiusaukseen.» Hänen riutunut äänensä särkyä, ja
melkein huomaamattaan hän siirsi katseensa sisemmän huoneen
verhoihin. »Tout comprendre, c'est tout pardonner», jupisi hän. »Hän
ymmärsi, ja koska hän rakasti sinua, kykeni hän antamaan anteeksi
ja unohtamaan. Jos sinä senjälkeen olisit pettänyt hänen
luottamuksensa tai jos et olisi pystynyt säilyttämään hänen
rakkauttansa, saattaisi sinulla olla täysi syy katkeruuteesi. Mutta sinä
olet tehnyt hänet onnelliseksi kaikiksi näiksi vuosiksi. Eikö se
merkitse mitään, mon cher?»

»Vain se on tehnyt elämäni elämisen arvoiseksi», vastasi sheikki

hiljaa. »Jumala yksin tietää, mitä minusta olisi tullut ilman hänen
rakkauttansa ja sinun ystävyyttäsi.» Ja häpeillen äkillistä
mielenliikutusta, joka pani hänen tiukat huulensa vavahtelemaan,
hän nousi jyrkästi pystyyn ja meni pöydän ääreen silmäilemään Carl
Röstin ruumiin taskuista löydettyjä papereita, jotka sittemmin
osoittautuivat arvaamattoman arvokkaiksi hallitukselle maan
ohjaamiseen nähden, kun maailmansodan myrskypilvi vain
muutamia kuukausia myöhemmin yllätti Ranskan.

Ja tarkkaillessansa häntä, kun hän otsa rypyssä tutki tiheästi

kirjoitettuja asiakirjoja, joita hän selaili kädessään, Saint Hubert kiitti
Jumalaa, kuten hän viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana oli
monta kertaa kiittänyt, siitä, että hän oli jaksanut säilyttää tuon
miehen ystävyyden. Ei edes häntä hivuttava rakkaus ollut sitä
pilannut, vaan moitteetonta kumppanuutta oli katkeamatta kestänyt
loppuun asti.

Loppuun asti! Heikko hymy kareili hänen huulillaan. Hän saattoi

ajatella sitä tyynesti, hän, jolla ei ollut mitään menetettävää, jonka ei
tarvinnut mistään moittia itseänsä. Hänen rakastamansa nainen oli
onnellinen, ja jos hän vain jaksaisi torjua kuolemaa siihen saakka,
kunnes tyttö palaisi — tyttö kyllä palaisi, siitä hän oli varma — hän
voisi kuolla pahoittelematta mitään. Mutta kuoleminen sitä tietämättä
— Dieu, se olisi kovaa!

Äkkiä häntä vihloi kamala tuska, hän puristi peitteellä lepäävän

kätensä nyrkkiin ja virui muutamia minuutteja silmät ummessa,
ponnistellen kuolemanheikkoutta vastaan, samalla kun tuskanhikeä
valui hänen kasvoilleen.

Se oli varoitus, jota hänen ei sopinut syrjäyttää. Jos hänen oli mieli
tietää se, mitä hän tahtoi tietää, ei sitä saanut siirtää enää
tuonnemmaksi.

Kuultuansa hänen heikon kutsunsa ehätti sheikki takaisin hänen

luoksensa parilla hätäisellä askelella.
 »Maurilainen», huohotti hän. »Minun täytyy nähdä hänet nyt, jos
lainkaan mielin häntä nähdä. Ja minä tahdon saada varman tiedon
— ennenkuin poistun.»

Ja katsahtaessaan sairaan pingoittuneihin, harmaihin kasvoihin,

jotka olivat muuttuneet jopa muutamien viime minuuttien aikana,
sheikki käsitti hänen puhuneen silkkaa totta. Mutta sittenkin hän
empi.

»Jumalan tähden, säästä itseäsi siltä», kehoitti hän. »Salli minun

yksin puhutella häntä…»

Mutta Saint Hubertin voimaton ote tiukkautui hänen ranteensa

ympärille.

»Sillä ei voi olla paljoakaan väliä mon cher, ja minä tahdon itse
nähdä hänet — kuulla totuuden hänen huuliltansa, ennenkuin
kuolen», intti hän entistä lujemmin. »Lähetä noutamaan häntä,
Ahmed! Se tekee poistumiseni helpommaksi.»

Hiukan nyökäten, sillä hän ei sillä hetkellä kyennyt puhumaan,

sheikki meni avoimelle ovelle, taputti hiljaa käsiänsä ja antoi
määräyksen äänen kantamissa odottavalle palvelijalle.

Hänen palatessansa oli huolestunut ystävä jälleen muuttunut

päälliköksi, ja hänen piirteensä olivat kovat ja tiukat, hänen tummat
kulmakarvansa painuneet peloittaviin ryppyihinsä, kun hän veti
tuolinsa vähän loitommaksi leposohvasta ja istuutui ääneti
vartoamaan vangin tuloa.

Ja tuntien voimiensa olevan hyvin vähissä pysyi Saint Hubertkin

vaiti levätessänsä huohottaen, silmien kiiluessa kuumeisesta
odotuksesta.

Hiljaa liikkuva palvelija tuli meluttomasti sytyttämään uudelleen

lamput, jotka oli sammutettu, jotta huoneen ilma viilenisi. Ja hänen
jälkeensä hiipi sisälle sihteeri, jonka oli kirjoitettava maurilaisen
lausunto muistiin, kumarsi nöyrän kunnioittavasti ja kyykistyi
istumaan matolle sheikin viereen, levittäen kirjoitusvehkeensä
polvilleen.

Sitten saapuivat Jusef ja pari alempaa päällikköä, jotka sijoittuivat

esimiehensä taakse. Ja lyhyen väliajan kuluttua, joka Saint
Hubertista kuitenkin tuntui vuosisadalta, saapui vihdoin maurilainen
vartijainsa välissä siteihin kiedottu pää pystyssä, veriviiruisilla
kasvoilla tiikerimäisen äkäinen ilme.

Hän loi yhden ainoan vilkaisun mieheen, jota oli ampunut, yhden
ainoan väijyvän, nopean silmäyksen avaraan, ylellisesti sisustettuun
huoneeseen ja kääntyi sitten uhmailevasti tuolilla istuvaan
äänettömään mieheen päin.

Ja muutamiin minuutteihin sheikki ei hievahtanut eikä hiiskunut

mitään.

Sitten hän hyvin hitaasti nosti katseensa vankiin.

»Kaikesta ja kaikista tulee loppu. Ja koska sinun tähtesi eräitä

minun palvelijoitani kohtasi pikainen loppu, vaatii sydämeni, oi mies,
että sinunkin loppusi tulee, mutta se ei ehkä ole niin nopea. Eikö ole
kirjoitettu: 'Jokainen sielu on annettu pantiksi siitä, mitä se tekee?'
Pian sinut kutsutaan lunastamaan sitä panttia. Mutta ennen Allahin
tuomiota tuomitsevat ihmiset. Pieni osa sinun tekemästäsi pahasta
on minun tiedossani. Mutta enemmän — jos sinä olet se mies, jota
etsin — haluan tietää. Kerro senvuoksi kaikki, mitä tahdon tietää, jos
haluat kuolla helposti.» Sanat lausuttiin tyynesti, melkein
välinpitämättömästi, ja matalasointuinen ääni tuskin kantoi vangin
takana puoliympyrässä seisovien aseistettujen miesten toiselle
puolelle. Mutta rauhallisesta, tasaisesta äänensävystä huolimatta oli
loppu-uhkauksessa ja maurilaiseen suunnatussa kylmässä,
värähtämättömässä tuijotuksessa jotakin, mikä sai hänen omituiset
silmänsä säpsähtämään ja hänen köytetyt kätensä äkkiä
vavahtamaan.

»Tuleeko kuolema joka tapauksessa?» mutisi hän jurosti. Ja kun

hän näki toisen pään vähäisen kallistumisen, joka vei häneltä
viimeisen toivon, nykäisi hän itsensä suoraksi.

»Koska kerran kuolen, kuolen ääneti», ärähti hän, »sillä mitä

hyötyä on puhumisesta?»

Sheikki kohautti olkapäitänsä, ja hänen katseensa muuttui

uhkaavaksi.

»Mitäkö hyötyä?» kertasi hän, huulillansa vähäinen, hirvittävä

hymy. »Oletko unohtanut, että on monta tietä, jotka vievät paratiisiin
— tai helvettiin? Kuuntele, ja kun minä olen sinulle puhunut —
valitse sitten se tie, jota myöten tahdot mennä!»

Ja samalla hiljaisella, kiihkottomalla äänellä kuin ennenkin hän

lausui sanoja, jotka puristivat Saint Hubertilta tukahdutetun
vastalauseen, samalla kun ne puistattivat sen miehen kookasta
ruhoa, joka oli tehnyt yhtä paljon ja enemmänkin runnellaksensa
hänen pahanilkisten aikeittensa tielle joutuneita kovaosaisia, mutta
jota ei miellyttänyt se ajatus, että hän itse saisi kokea samaa, mitä oli
pakottanut toisia kestämään. Hänen villiä ylpeyttänsä kuohutti
kiduttava pelko, joka pyrki tyyten lamauttamaan hänen sisunsa, ja
hän pinnisti epätoivoisesti tahtoaan säilyttääksensä omaksumansa
rohkean ulkonäön. Mutta hänen raskas hengityksensä paljasti pelon,
jota hän koetti salata, ja isoja hikikarpaloita kihosi sakeasti hänen
otsalleen, kun hän tuijotti tuomarinsa tunteettomiin kasvoihin ja sitten
häntä ympäröiviin yhtä järkkymättömiin miehiin. Heissä hän näki
loppunsa ja kaikkien suunnitelmiensa ja toiveittensa lopun, ja hän
puri hammasta voimattoman raivon puuskassa. Huoneessa
syntyneen jännittyneen hiljaisuuden katkaisi Saint Hubert.

»Ahmed, taivaan tähden», kuiskasi hän englanninkielisen

vastalauseen, »ei siten — ei edes saadaksemme ne tiedot, joita
haluan.»

Sheikki katsahti häneen olkansa ylitse, hymyillen huvitettuna,

mutta tuikeasti. »Ole huoletta», kehoitti hän tyynesti.

»Meidän ei tarvitse turvautua äärimmäisiin keinoihin. Hän hikoilee

jo.
Hän valitsee helpomman tien. Ja mitä tulee taivutteluuni, ei se ole
sen kummempaa kuin mitä hän lupasi Pojulle, joka oli hänen
vallassaan.
Pitäisikö minun tarjota hänelle vähemmän kuin hän tarjosi
pojalleni?»
Mutta hymy oli poissa, kun hän taaskin kääntyi maurilaiseen päin.

»Pitääkö minun odottaa koko yö, koira? Valitse!»

Uudelleen miehen pitkät, petolinnun kynsiä muistuttavat sormet

hypistelivät hänen likaisen burnusinsa laskoksia, ja vaahtoa kihosi
hänen huulillensa, joita hän nuoleskeli hermostuneesti.
 Vielä hetkisen hän seisoi kahdella päällä ylpeyden ja pelon
taistellessa hänen mielessänsä, samalla kun hän nopeasti vilkuili
puolelta toiselle, ikäänkuin vielä koettaen keksiä jotakin
pelastuskeinoa. Kasvojensa vääntyessä raivon virnistykseen hän
sitten ärähti. »Koska teidän ylhäisyytenne on niin kovin armollinen,
mitä on minulla valittavana?» Mutta hänen puhuessansa muuttui
hänen käytöksensä, ja hänen sävynsä hieno ivallisuus väistyi
mielittelevän avomielisyyden tieltä, samalla kun häneltä lähti sanoja
vuolaana tulvana.

»Mitä herrani haluaa tietää?» laversi hän. »Sen roumin

salaisuudetko, joka minun oli eilen pakko tappaa? Niitä en tiedä. Olin
roumin opas enkä hänen salaisuuksiensa säilyttäjä. Ja mitäpä minä
välitin hänen salaisuuksistansa tai hänestä itsestään, joka oli pelkkä
välikappale? Hänen salaisuutensa olivat niissä papereissa, joita hän
säilytti piilossa povellaan. Viime yönä näin, että ne otettiin hänen
ruumiinsa taskuista. Epäilemättä ne ovat herrani hallussa, ja hän voi
ne lukea — jos niin haluaa. Minä en tiedä mitään niistä enkä
siitäkään, minkä tähden hän oli lähtenyt omasta maastansa. Mutta
mitä minuun tulee, oi herra, onko miehen selitettävä, minkä tähden
hän pyrkii kostamaan kunniansa loukkausta, minkä tähden hän etsii
tytärtä, joka on häneltä ryöstetty…»

Sheikki keskeytti hänen puheensa, liikahtaen kärsimättömästi.

»Kaikki tuo tiedetään», sanoi hän tuimasti, »ja se on ajan

tuhlausta. Se, mitä haluamme tietää, ei koske nykyisyyttä, vaan
entisyyttä…» Hän pysähtyi hetkiseksi terävästi silmäilemään tummia,
hien kostuttamia kasvoja, jotka alkoivat muuttua täplikkään
harmaiksi. »Niin, entisyyttä», toisti hän sitten tarkoituksellisesti.
»Sinun olisi ollut paras muistaa sitä, paras lumota käärmeitä koko
ikäsi, sinä hupsu, kuin jälleen antautua entiseen ammattiisi. Mies
tunnetaan teoistansa. Viime yönä surmasit isäntäsi — entä toinen
murhaamasi isäntä, sinä marokkolainen Ghabah?»

Tukahdutetusti parahtaen maurilainen horjahti takanansa olevia

miehiä vasten. »En minä häntä tappanut», ähkyi hän vaivaloisesti.
»Hän kuoli — mutta profeetan pään kautta vannon, etten minä häntä
surmannut.»

»Mutta profeetan pään kautta eräs toinen mies vannoi nähneensä

sinun tappavan hänet ja lisäksi kaksitoista muuta miestä, jotka
aseettomina istuivat leirinuotion hiipuvien kekäleiden ympärillä.»

»Hän valehteli — sillä ketään ei jäänyt näkemään…» Liian

myöhään maurilainen oivalsi erehtyneensä ja koetti tukahduttaa
kiivastuksissa lausuttuja sanojaan, jotka sisälsivät syytöksen häntä
itseänsä vastaan.

Vuosikausia hän oli arvellut, että etsinnästä oli luovuttu, luullut

olevansa turvassa. Mutta katkerasti kiroten sitä typeryyttä, että oli
tullut takaisin siihen maahan, jossa oli tehnyt rikoksensa, hän nyt
käsitti, ettei etsinnästä oltukaan luovuttu, että verikostaja oli hänen
tietämättään koko ajan väijynyt hänen kintereillänsä, hellittämättä
vainunnut häntä.

Mutta kuka?

Äkkiä hänen päähänsä välähti mielijohde, hän muljautti verestäviä

silmiänsä Saint Hubertiin päin, purskahti mielipuolisesti nauramaan
ja syöksyi eteenpäin.
 Sheikki hypähti häntä estämään. Mutta vahdit olivat jo hänen
ympärillänsä, kiskoen hänet takaisin ja rimpuilevien miesten keskeltä
kajahti hänen äänensä hurjasti, riemuisasti.

»Totta on, että tapoin hänet, hupakon — mutta kysyykö herrani,

miksi sen tein? Voitonhimosta, niinkö luulet? Kautta Allahin, hän oli
yhtä köyhä kuin minäkin. Mutta hänellä oli yksi, jota kaipasin, yksi,
jota ikävöin omakseni, kunnes haluni polttava liekki pakotti minut
surmantyöhön voidakseni ottaa sen, mitä sieluni janosi. Rakastitko
sinäkin sitä naista, oi roumi? Senkö tähden, että häntä rakastit, olet
vainonnut minua kuolemaani saakka? Tiedä sitten, että minä —
minäkin — otin hänet huvikseni ja tein hänet omakseni. Kolme
vuotta, oi roumi, pitelivät nämä käsivarret häntä; kolme vuotta nämä
minun silmäni katselivat hänen ihmeellistä kauneuttansa. Hän oli
minun orjani, minun omani, minun — kunnes tapoin hänet, koska
hänen kylmyytensä oli muuttanut rakkauteni vihaksi. Kerronko
sinulle, miten hän sai maksaa sen kylmyytensä ennen
kuolemaansa? Kerronko sinulle, mitä tein, ennenkuin surmasin…»

Sheikin nyrkki tärähti hänen julkealle, irvistelevälle suullensa,

iskien sen äänettömäksi.

»Se riittää, että hän kuoli, sinä katala peto», jyräytti hän. »Entä
hänen lapsensa?»

Maurilainen huojui, ja hänen intohimon vääntämät kasvonsa

nytkähtelivät kamalasti.

»Lapsen pidin itselläni», vastasi hän käheästi, »jotta muistaisin

vihani, jotta hänkin muistaisi, ettei se äiti, joka oli hänet synnyttänyt,
synnyttänyt minulle lasta — muutoin olisin saattanut säästää häntä.»
 Kiihtyneesti tuijottaen häneen sheikki lausui viimeisen
kysymyksensä.

»Onko hän se tyttö — Jasmin?»

Ja vastaus, joka merkitsi niin paljon, tuli maurilaiselta kerkeästi.

»Kyllä, se tyttö, jota nimitetään Jasminiksi.» Hänen rikkinäiset

huulensa kaartuivat pahanilkisesti. »Jasmin, ylpeän ranskalaisen
sidin tytär. Jasmin, jonka herrani poika suvaitsi ryöstää
leikkilelukseen. Vieläkö hän haluaa tyttöä, luuletko, kun saksalainen
on saanut hänestä kyllikseen?»

Pilkallinen ääni koveni äkkiä kiljunnaksi, ja toisen hurjan,

mielipuolisen naurunpurskahduksen kajahtaessa maurilainen kaatui
kiemurrellen ja vääntelehtien vartijoittensa käsiin veren vuotaessa
nenästänsä ja suustansa.

Ja kauan sen jälkeen kun hänet oli kannettu pois, tunkeutuivat

hänen raivoisat huutonsa hiljaiseen huoneeseen, jossa Ahmed oli
polvillansa leposohvan vieressä, koettaen hellästi kuin nainen
lohduttaa kuolevaa, joka virui kasvot pieluksiin kätkettyinä, vapisten
hänet tyyten murtaneen kauhun vallassa. »Hyvä Jumala, hyvä
Jumala, mitä hänen on täytynyt kärsiä!» valitti hän. »Oi, jospa olisin
hänet löytänyt, säästänyt häneltä edes osan siitä tuskasta! Kolme
vuotta, Ahmed — ajattelehan sitä! Oliko se minun syyni, olisinko
voinut tehdä enemmän? Jumala tietää, että minä etsin. Jumala
tietää, että yritin parhaani…»

Sheikki ehätti jupisemaan vastalauseen ja tarttui sairaan

tutisevaan käteen, joka voimattomasti repi peitettä. »Raoul, Raoul»,
huudahti hän rukoilevasti, »minun tähteni, meidän kaikkien tähden
ajattele vähän itseäsi, sitä pyydän sinulta. Hänen puolestansa kiitä
Jumalaa siitä, että sitä kesti ainoastaan kolme vuotta! Aika olisi
saattanut olla pitempi. Unohda se, mon ami! Mitä hyötyä olisi
muistelemisesta? Se oli hänen kohtalonsa, ihmis-paran — ja mitäpä
me mahtaisimme kohtalolle? Eikä sinun tarvitse mistään moittia
itseäsi. Sinä teit voitavasi; kukaan ei olisi saattanut tehdä sen
enempää. Maurilainen peitti jälkensä liian taitavasti, se ovela pahus.
Hänen täytyi silloin olla hullu, hullu hän on varmasti nytkin — enkä
voi ampua hullua, niin kiihkeästi kuin haluaisinkin.»

Syntyi hiljaisuus, ja vähitellen suonenvedontapaisen puistatuksen

toistuvat puuskat harvenivat, kunnes Saint Hubert vihdoin lepäsi
hiljaa.

Ja aamusarastuksen kylmä, harmaa valo oli alkanut hiipiä

huoneeseen, ennenkuin hän puhkesi uudelleen puhumaan.
Tuskallisesti liikahtaen hän käänsi päätänsä pieluksella ja tuijotti
puoleensa kallistuneihin väsyneihin kasvoihin.

»Tyttö, Ahmed», supatti hän heikosti, »kun Poju tuo hänet

takaisin…» Hänen kysyvässä katseessansa oli rukoileva ilme, ja
äkkiä sheikin silmät sumentuivat kyynelistä.

»Mon ami, tarvitseeko sinun kysyä?» virkkoi hän epävarmasti.

»Me, Diana ja minä, huolehdimme tytöstä, jos Poju tuo hänet
takaisin.»

Hieman hymyillen väsyneesti Saint Hubert sulki silmänsä. »Hän

tuo — tiedän sen», mutisi hän unisesti. »Heidän saavuttuansa salli
minun nähdä heidät — ja Caryll. Mutta jos poistun — sitä ennen —
kerro heille lämmin tervehdykseni, Ahmed, ja Caryllin itsensä tähden
— kerro hänelle — mitä hänen pitäisi — tietää.» Syntyi lyhyt
äänettömyys; sitten hänen kätensä ojentui hapuilevasti, ja hänen
äänensä oli hitaampi ja unisempi: »Neljäkymmentä vuotta, Ahmed,
eikä koskaan — ole sattunut — mitään ikävää — välillämme. Se on
pitkä aika — pitkä aika — mon vieux Ahmed…»

*****

Caryll ei eläissänsä unohtanut sen yön hurjaa ratsastusta. Kun

tiedettiin, ettei valoisaa aikaa enää olisi jälellä kuin tunti tai pari, oli
lähdetty vinhasti kuin myrskytuuli. Ja vaikka hän olikin mainio
ratsastaja, oli hänen vähän aikaa pakko keskittää koko huomionsa
virmaan ratsuunsa, jonka kuntoa hän nyt ensi kerran sai täysin
määrin koetella.

Hän oli poikavuosiltansa alkaen ratsastellut metsästysretkillä

koirien jälessä, ollut mukana monilla voimiakysyvillä
murtomaaretkillä, mutta milloinkaan hän ei ollut nähnyt tällaista
pyörremyrskyä muistuttavaa kiitämistä — kiitämistä hengen edestä,
mielessä julma, hirveä tarkoitus. Ilman elvyttävää, tulistuttava
suhina, takaa kuuluva nelistäväin hevosten kavioiden töminä ja
lähellä olevan taistelun ajattelu herättivät hänessä voimakkaamman
kiihtymyksen kuin hän koskaan ennen oli tuntenut.

Englanti ja hänen siellä viettämänsä rauhallinen, proosallinen

elämä tuntuivat hänestä tänä iltana hyvin etäisiltä. Ja sielullinen
myllerrys, joka oli järkyttänyt hänen tyyntä ja järjestyksellistä
mieltänsä perustuksia myöten, oudot näyt ja maisemat, jotka olivat
saattaneet hänet kosketuksiin hänen omasta hyvin järjestetystä
elämästään suuresti eroavien olojen kanssa, saivat sopivan
huippukohdan tästä huimasta ratsastuksesta, joka pani hänen
sydämensä jyskyttämään ja koko hänen ruumiinsa värähtelemään
rajusta, kiihkeästä nautinnosta.
 Vain muutamia minuutteja sitten hän oli joutunut läheltä näkemään
murhaa ja äkillistä kuolemaa, nähnyt parhaan ystävänsä
kuolemaisillaan keskellä tunnottoman teurastuksen ja väkivallan
näyttämöä. Koko hänen entinen minuutensa oli kadonnut ikäänkuin
yhdellä pyyhkäisyllä, ja hän oli antautunut perittyjen vaistojen ja
menneiden tunteiden johdettavaksi, joiden olemassaolosta hänellä ei
ollut siihen saakka ollut aavistustakaan. Sovinnaisuus oli mennyt
tuulen vietäväksi, hän ei tänä iltana enää ollut vihamielinen ja
ennakkoluuloinen, vaan ainoastaan isänsä poika, jonka mieli ja
pyrkimys olivat samat kuin näiden jurojen, päättäväisten kostajien
huiman joukkueen. Ja äkkiä hän tunsi koko päivän lähestyneensä
tätä myötätunnon ja sukulaisuuden tunnetta, tätä tähän saakka
vieromainsa sukulaisuussuhteiden omaksumista. Tämä päivä oli
ollut kokonaan toisenlainen kuin hän oli otaksunut, ja Ras-Djebeliin
tehdystä retkestä oli koitunut seurauksia, joita hän ei ollut odottanut.

Harmissaan isänsä käskevästä sanomasta, joka Gastonin

hienotunteisesta ja kohteliaasta esiintymisestä huolimatta oli
kuitenkin tuntunut hyvin jyrkältä, ehdottomalta määräykseltä, hän oli
lähtenyt, tuskin salaten vastahakoisuuttaan ja näöltänsä kovin
synkkänä ja suuttuneena, mikä ei juuri näyttänyt sovinnolliselta.

Mutta hilliten omaa harmiansa oli sheikki päättävästi koettanut

voittaa poikansa luottamuksen, esiintynyt harvinaisen taipuvaisesti,
puhunut myötätuntoisesti niistä asioista, joiden tähden Caryll oli tullut
Englannista, ja vähitellen saanut Caryllin syventymään keskusteluun,
joka oli suuresti edistänyt heidän väliensä keskinäisen
ymmärtämyksen pohjan syntymistä. Paljoa ennen kuin he saapuivat
Ras-Djebeliin oli Caryll itsekin alkanut puhella, ja kun jää kerran oli
murtunut, oli jatkaminen ollut hänestä omituisen helppoa. Arkailu oli
karissut hänestä, kun hän intomielisesti kävi käsiksi asiaan, jonka
hän tunsi pienimpiä yksityiskohtia myöten, ja unohtipa hän senkin,
kuka hänen kuulijansa oli, kaunopuheisesti haastellessaan koroista
ja vuokrista, torpista ja tiloista, tukkimetsistä ja metsästyspuistoista,
kantakirjaeläimistä ja parannetuista maanviljelystavoista.

Oli huojentavaa saada vihdoinkin puhua niistä; huojentavaa oli,

että häntä kuunneltiin, jos kohta ei vilpittömän, niin ainakin
teeskennellyn tarkkaavasti. Eikä hänen Ras-Djebelissä suinkaan
tarvinnut teeskennellä mielenkiintoa. Se oli suurin hänen siihen
saakka näkemänsä keidas, sheikin hevoshoidon tärkeimpiä
keskuksia, ja siellä vietetyt tunnit olivat kuluneet nopeasti ja
hauskasti, eikä niiden aikana ollut sattunut mitään harmillista
kohtausta pilaamaan hänen nautintoansa. Vaikka hän olikin
arvosteleva, ei hän ollut huomannut mitään arvosteltavaa mainioissa
hevosissa, joista heimo oli kuuluisa, ja lausuttuansa aluksi verrattain
ujosti kehuvia sanoja hän oli pian tuonut julki vilpittömän ihailunsa.

Ja sen päivän kuluessa alkanut parempi ymmärtämys ei ollut

vähentynyt heidän ratsastaessansa kotiin.

Caiyllin mieli oli ollut rauhallisempi kuin se oli ollut hänen

lähdettyänsä Englannista, ja olipa hän alkanut heikosti huomata
pitävänsä arvossa ympäristöään, nähdä sellaista kauneutta, jollaista
hän ei koskaan ennen ollut nähnyt, ympärillään leviävissä kultaisissa
lakeuksissa, tuntea ja ihailla niiden omituista rauhaa ja
lumousvoimaa. Mutta heidän saavuttuansa leiriin hän oli saanut
kouraantuntuvan muistutuksen siitä, että vaaroja väijyi aavikon
hymyilevän tyyneyden takana, saanut eloisan näytteen sikäläisestä
vaihtelevasta elämästä, jota hän ei vielä käsittänyt. Ennenkuin he
ennättivät leiriin, olivat sieltä kantautuvat hurjan metelin äänet
kertoneet heille, että jotakin tavatonta oli tapahtunut, ja sheikki oli
kannustanut ratsunsa huimaan neliseen.

Ja heidän perille saavuttuansa oli leiri ollut kuohuksissa; laajalla,

tavallisesti niin rauhallisella aukeamalla oli parveillut tiheään
sulloutuneita ihmisiä, siellä oli vallinnut sekava hälinä ja liike,
puolittain satuloituja hevosia oli yleisen kiihtymyksen
vimmastuttamina syöksynyt kaikkiin suuntiin, samalla kun kirkuvia
naisia ja lapsia sysittiin sinne tänne heidän tungeksiessaan kiljuvien
ja viittoilevien soturien ympärillä, jotka järjestäytyivät Jusefin ja
kasvoiltansa tuhkanharmaan, melkein tuntemattomaksi muuttuneen
Pojun johdolla.

Tapahtumat olivat kehittyneet niin nopeasti, ettei Caryllille ollut

jäänyt ajattelemisen aikaa.

Hän oli nähnyt sheikin, jonka kasvot myöskin olivat kalmankalpeat,

hetkiseksi kumartuvan pyörtymäisillään olevan sanantuojan puoleen,
jolta Gaston koetti udella tietoja, oli konemaisesti ottanut ja sitonut
vyölleen panosvyön ja revolverin, jotka oudon kalpea, mutta hillityn
näköinen Williams oli työntänyt hänen käsiinsä, noussut levänneen
hevosen selkään, joka oli ilmestynyt hänen vierellensä kuin
loitsittuna, ja ennenkuin hän oikein tajusi, mitä oli tekeillä ja kuinka
vakava tilanne oli, hän oli huomannut laskettavansa täyttä laukkaa
etelää kohti ja ratsastavansa vinhemmin kuin milloinkaan ennen.

Vasta heidän saavuttuansa El-Hassiin hän täydelleen käsitti,

millaisessa vaarassa hänen äitinsä oli ollut ja millainen kohtalo oli
yllättänyt Jasminin. Ja se tyrmistyttävä tieto oli karistanut hänen
mielestänsä mieskohtaiset vaikuttimet, pakottanut hänet äkkiä oikein
ymmärtämään itseänsä — ja niinpä hän oli kyennyt tunnustamaan
oikeutetuiksi toisen vaatimukset, jotka olivat suuremmat kuin hänen
omansa, karkoittamaan sydämestänsä vihan ja kateuden ja
kohoamaan itsekkyyden yläpuolelle.

Hän oli kääntänyt lehden elämänsä historiassa esittäessään

vapaaehtoisen tarjouksen, joka oli lausuttu avoimesti ja vilpittömästi
ja yhtä avoimesti ja vilpittömästi hyväksytty.

Ja nyt ratsastaessaan veljensä vierellä, jota hän ei enää vihannut,

hän tunsi muutamien viime päivien aikaisen kummallisen
rauhattomuuden haihtuneen kuten painajaisen ja vihdoinkin
pystyvänsä ajattelemaan tyynesti, jos kohta ei ihan kiihkottomasti
sitä lyhytaikaista hulluutta — sillä hänestä tuntui, ettei se saattanut
olla muuta kuin hulluutta — joka oli nostattanut hänessä sellaisia
intohimoja, että niiden pelkkä muisteleminenkin herätti nyt hänessä
kummastusta ja inhoa.

Eipä silti, että hän olisi lakannut rakastamasta. Hän rakasti tyttöä
vieläkin ja tiesi, että saattoi kulua kauan, ennenkuin hänen
ensimmäisen rakkautensa muisto haalistuisi. Mutta halun raju liekki
oli palanut sammuksiin nopeasti, kuten se oli leimahtanutkin, ja
jälelle jäänyt rakkaus oli samaa säälivää hellyyttä, jota hän oli
aikaisemmin tyttöä kohtaan tuntenut.

Hän mietti sitä ihmetellen.

Oliko hänen luonteessansa joku vajavaisuus? Eikö hän ehkä

osannut kiintyä syvästi ja pysyvästi? Vähemmän kuin milloinkaan
ennen hän nyt uskoi tuntevansa itseään. Mutta yhdestä seikasta hän
oli varma.

Katsahtaessaan vierellään oleviin riutuneisiin, nuorekkaihin

kasvoihin hän oivalsi, ettei hänelle rakkaus ollut koskaan merkinnyt
eikä ikinä merkitsisi samaa kuin tälle kiihkeäluontoiselle,
myrskymieliselle veljelle.

Ja kun tytön kohtalo vihloi hänen sydäntänsä kuin puukonpisto,

niin miltä täytyi tuntua tuosta miehestä! Olihan veli ollut tyttöä
Iikempänä kuin hän itse konsanaan, pidellyt sylissänsä tuota hentoa,
suloista olentoa, joka tällä hetkellä saattoi olla poissa hänen ja
kaikkien muidenkin halun ulottuvilta.

Hänen ajatuksensa lensivät eteenpäin, ja hänen mieleensä

tunkeutui hirvittäviä aavistuksia. Mitä he löytäisivät, kun tämä synkkä
riento päättyisi — ja kuinka kauan sitä vielä kestäisi?

Hevosten kiitäminen alkoi hänestä äkkiä tuntua matelemiselta, hän

menetti tuokioksi malttinsa ja painoi terävät kannuksensa ratsunsa
kylkiin. Mutta sitä seurannut huima hypähdys, joka oli vähällä singota
hänet satulasta, katkaisi hänen mietteensä jyrkästi ja pakotti hänet
uudelleen keskittämään huomionsa vimmastuneeseen eläimeen,
joka ponnisti voimiansa närkästyneenä tarpeettomasta kiihotuksesta.

Äkeissänsä ja häpeissänsä järjettömästä julmuuden osoituksesta,

joka oli kokonaan vastoin hänen luontoansa, Caryll alkoi tyynnytellä
kavahtelevaa orittaan ja koetti pitää omia ajatuksiansa aisoissa.

Aaltomaiset hiekkaharjut olivat muuttuneet melkein tasaiseksi

maaksi, ja sileänä ja rajattomana, katkeamattoman yksitoikkoisena
aavikko levisi heidän edessään heidän kiitäessänsä edelleen.
Ainoastaan korvissa vinkuva tuuli, nelistävien hevosten kavioiden
pehmeä töminä ja silloin tällöin kuuluva varuksien kilahdus häiritsivät
syvää hiljaisuutta.

Kaksi tuntia he ratsastivat hidastamatta vauhtiansa.

 Valon vähitellen häipyessä ja pimeän saartaessa heidät vauhti
sitten vähitellen tasaantui ja kävi yhä verkkaisemmaksi, kunnes
edellä ratsastava vainuaja vihdoin nosti kättänsä, seisautti ratsunsa
ja murahtaen solahti satulasta maahan.

Caryllin valtasi lamaannus, kun hän vilkaisi tummenevalle

taivaalle, jossa tuikki vain muutamia kalpeita tähtiä, ja hänen
sydämensä muuttui alakuloiseksi, kun hän ajatteli, että kuluisi vielä
tuntikausia, ennenkuin kuu nousisi.

Mutta se ajatus ehti tuskin kiteytyä, kun lyhyt pysähdys jo päättyi.

Pitäen sytytettyä lyhtyä lähellä maata lähti vainuaja jälleen taipaleelle
jalkaisin, rientäen eteenpäin nopeata hölkkäjuoksua väsymättä,
näennäisesti ponnistelematta.

Yhä eteenpäin, kunnes heidät verhosi täydellinen pimeys, kunnes

Caryll pikemminkin aavisti kuin näki vierellänsä ratsastavan
varjomaisen olennon ääriviivat.

Miesten rivit olivat menneet jonkun verran sekaisin, ja kerran

törmäsi hevonen hänen ratsuansa vasten. Kääntäessänsä potkivaa
orittansa irti toisesta kuuli hän pimeästä jupistut sanat: »Suokaa
anteeksi, mylord!» Ne panivat hänet äkkiä aprikoimaan, mitähän
Williams — joka ei ollut suostunut jäämään leiriin — mietti ja oliko
hänen nuorekas innostuksensa saanut vihdoin kylliksensä
»todellisesta elämästä», kun se nyt pukeutui sellaiseen muotoon,
josta hän ei ollut uneksinutkaan.

Ja Williamsin ajatteleminen toi muassaan kiusallisia mietteitä.

Oliko hän tehnyt oikein myöntyessään, kun kamaripalvelija oli
melkein vesissä silmin pyrkinyt mukaan tälle retkelle, joka kenties
saattoi päättyä tuhoisasti heille kaikille. Sellaista mahdollisuutta ei
oltu etukäteen otettu huomioon, eikä sitä olisi millään tavoin voitu
pitää miehen palvelustehtäviin kuuluvana. Jos hän, Caryll, saisi
surmansa, olisi se yksinomaan hänen mieskohtainen asiansa —
mutta Williamsilla oli leskiäiti, joka oli hänestä riippuvainen. Mutta jos
pahin mahdollisuus toteutuisi, olisi äidillä turvanaan tilan
eläkerahasto — eikä Williamsia uhannut sen pahempi vaara kuin
heitä muitakaan. Koska hän itse tahtoi tulla mukaan, oli hänen
antauduttava sille alttiiksi, kuten toisetkin antautuivat, ja elettävä tai
kuoltava, miten kohtalo säätäisi.

Kohtalo? Hyvä Jumala! Caryllin huulet kaareutuivat äänettömään

ihmettelyn vihellykseen.

Olipa hän joutunut pitkälle, mietti hän, jos hän saattoi järkeillä
kohtalosta yhtä rauhallisesti kuin kuka syntyperäinen arabialainen
hyvänsä! Arabialainen — ei. Mutta olihan sittenkin tämä maa hänen
synnyinmaansa, ja tänä iltana hän oli ensi kerran kuullut sen maan
kutsun. Tänä iltana hän ensi kerran tunsi sen oudon kauneuden
hienon lumousvoiman kiehtovan aistejansa. Enää hänen ei
kannattanut inttää sitä vastaan. Se kiehtoi, se lumosi. Ja äkkiä hän
taukosi rimpuilemasta vastaan. Perityt vaistot olivat vihdoin
heränneet ja murtaneet hänen koko vastustusvoimansa. Aavikko oli
vaatinut hänet omaksensa. Ja tyytyväisesti alistuen hän salli
aatoksiensa ajelehtia, antautuen ihailemaan itämaista taikayötä ja
uutta elämänlatua, joka hänelle avautui.

Irtautuneena hetken vaatimuksista hän oli melkein unohtanut Saint

Hubertin ja keskiöisen ratsastusmatkan synkän tarkoituksen, kun
hevosten äkillinen pysähtyminen jyrkästi palautti hänet nykyisyyteen.
Hän katsahti ympärillensä hieman ymmällä.
 Aika oli kulunut hänen huomaamattansa, eikä hän ollut pannut
merkille kuun nousua, mutta sen pehmeässä valossa hän nyt näki
Pojun seisovan puhelemassa vainuajan kanssa ja kaikkialla
ympärillänsä miesten laskeutuvan ratsailta ja hellittävän
korkeanuppisten satuloittensa vöitä.

Solahdettuansa maahan hän kietoi Williamsin ojentaman vaipan

yllensä ja polki maata verryttääksensä puutuneita jalkojaan.

»Onko teillä aavistustakaan ajasta?» kysäisi hän

kamaripalvelijalta, joka yhäti hyöri lähistöllä, arvostelevasti silmäillen
isäntänsä ratsua hierovaa arabialaista.

Williams raapaisi tulta ja vilkaisi rannekelloansa »Kaksi minuuttia

vaille kaksitoista, mylord», vastasi hän ja veti puhuessansa tyynesti
kellonsa. Sitten hän naurahti omituisen kiihtyneesti. »Totisesti nämä
miehet osaavat ratsastaa, mylord. Luulin hieman tuntevani
ratsastusta itsekin, mutta en ikänäni ole kiitänyt niin kauheata
vauhtia — kuin ennen pimeän tuloa. Ihmettelin, milloin he antaisivat
hevosten hengähtää. Teidän ylhäisyytenne vaipan taskussa on
pullo», lisäsi hän perin epäjohdonmukaisesti.

Lausuttuansa rauhallisesti: »Kiitos, Williams; te ajattelette

kaikkea», mitkä sanat nostattivat mielihyvän punan miehen kasvoille,
Caryll lähti veljensä luokse.

Taempana istuivat miehet ryhmissä, pakisten hiljaa keskenänsä tai

loikoen pitkänänsä ja vihdoinkin täysin siemauksin nauttien heille
suodusta levosta. Ja sivuuttaessansa vainuajan Caryll näki hänen
burnusiinsa kietoutuneena jo nukkuvan sikeästi. Mutta Poju ei
suinkaan ollut lepäävän miehen asennossa, hän seisoi syrjässä
muista, tuijottaen kuutamoisen aavikon ylitse pohjoista kohti