利用外光電效應制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極，當光子投射到光電陰極上時，光子可能被光電陰極中的電子吸收，獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中，光電子在帶正電的陽極的作用下運動，構成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于，在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設置了多個電位逐級上升并能產生二次電子的電極（稱為打拿極）。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發生倍增效應，最后形成較大的光電流信號。因此，光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉換器,它由光電陰極、陽極和一個簡單的電子光學系統組成。光電子在受到陽極加速的同時又受到電子光學系統的聚焦，當它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時，便發出綠色的光像信號。