وقد يصل تضخيم مجرى الإلكترون في صمام المضاعف الضوئي إلى مايزيد على 1,000,000مرة. ومع ذلك، فهناك حدٌّ لكمية التضخيم الفعاّل الذي يمكن إطلاقه بهذه الطريقة. وحتى في الظلام، فإن الكَاثُود الضوئي يصدر بضعة إلكترونات، وهذه يتم تضخيمها فتصدر ضوضاء غير مرغوب فيها، إضافة إلى الإشارة الصادرة عن اصطدام الضوء بالكاثود الضوئيّ. وإذا كان هناك ضوء قليل لإصدار إشارة، فإن الضوضاء قد تكون أقوى من الإشارة. ولن تمكّن أية كمية تضخيم إضافية الإشارةَ، من أن تنفصل عن الضوضاء وسيكون مستوى الضوضاء دائمًا فوق مستوى الإشارة المطلوبة، فيجعل قياس الإشارة مستحيلًا.