(57)【要約】【課題】複数種類の光電面が隙間なく並んだ光電陰極およびその製造方法並びにその光電陰極を有する光電子増倍管を提供する。【解決手段】光電陰極２０は、光電面３が片面全体に形成されているガラス片４と、光電面６が片面全体に形成され、かつガラス片４と厚さの等しいガラス片７と、第１のガラス片４および第２のガラス片７を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板１とを有している。また、ガラス片４およびガラス片７は、それぞれの側面が互いに熱融着され、かつ光電面３および光電面６が表側を向くようにしてガラス基板１の表面に熱融着されている。【選択図】図１
2010040384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の感度特性を備えた第１の化合物半導体からなる第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、
前記第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の化合物半導体からなる第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成され、かつ前記第１のガラス片と厚さの等しい第２のガラス片と、
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板とを有し、
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片は、それぞれの側面のうちの前記第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに熱融着され、かつ前記第１の光電面および前記第２の光電面が表側を向くようにして前記ガラス基板の表面に熱融着されていることを特徴とする光電陰極。
【請求項２】
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片は、前記第１の領域および前記第２の領域が前記周縁部の全体を含む領域になっていることを特徴とする請求項１記載の光電陰極。
【請求項３】
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片は、前記第１の光電面および前記第２の光電面の双方によって得られる有効な感度波長範囲のうち、前記第１の光電面および前記第２の光電面それぞれの有効な感度波長範囲の占める割合に応じた大きさを有することを特徴とする請求項１または２記載の光電陰極。
【請求項４】
前記第１の光電面および前記第２の光電面のうち、決められた感度波長の範囲において量子効率の高い方が該決められた感度波長用の光電面になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光電陰極。
【請求項５】
前記第１の感度特性および第２の感度特性のいずれとも異なる第３の感度特性を備えた第３の化合物半導体からなる第３の光電面が周縁部を含む第３の領域に形成されている第３のガラス片を更に有し、
前記第１の光電面、第２の光電面および第３の光電面における最高感度波長の昇順または降順になるようにして、前記第３のガラス片の側面のうちの前記第３の領域を構成する側面が前記第１のガラス片の側面における前記第１の領域を形成する側面または前記第２のガラス片の側面における前記第２の領域を構成する側面のいずれか一方に熱融着され、かつ前記第３の光電面が表側を向くようにして前記ガラス基板の表面に熱融着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光電陰極。
【請求項６】
前記第３のガラス片は、前記第３の領域が前記周縁部の全体を含む領域になっていることを特徴とする請求項５記載の光電陰極。
【請求項７】
複数種類の光電面を備えた光電陰極の製造方法であって、
化合物半導体からなる光電面が片面に形成されたガラス板を形成し、
前記ガラス板を決められた大きさに切断して、第１の感度特性を備えた第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、前記第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成されている第２のガラス片とを形成し、
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片を、それぞれの側面のうちの前記第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに密着しかつ前記第１の光電面および前記第２の光電面が表側を向くようにして、前記第１のガラス片および前記第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板上に載置した状態で、前記第１のガラス片および前記第２のガラス片が一体となるように熱融着することを特徴とする光電陰極の製造方法。
【請求項８】
光電陰極を備えた光電子増倍管であって、
前記光電陰極は、第１の感度特性を備えた第１の化合物半導体からなる第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、
前記第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の化合物半導体からなる第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成され、かつ前記第１のガラス片と厚さの等しい第２のガラス片と、
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板とを有し、
前記第１のガラス片および前記第２のガラス片は、それぞれの側面のうちの前記第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに熱融着され、かつ前記第１の光電面および前記第２の光電面が表側を向くようにして前記ガラス基板の表面に熱融着されていることを特徴とする光電子増倍管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の光電面を備えた光電陰極およびその製造方法並びに光電子増倍管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射した光を光電子に変換する光電面が知られている。光電面は、従来、例えば、光電子を電子増倍部で増倍させることによって検出する光電子増倍管などの種々の光検出素子や各種光電変換部に用いられている。例えば、光電子増倍管は、その用途の一例として分光計測に用いられる。特許文献１には、ファイバーアレーと光電子増倍管とで光強度検出部を構成した分光計測装置が開示されている。
【特許文献１】特開平４−３６３６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来、分光検出を行うときは、前述した特許文献１に開示されている分光計測装置のように複数の光電子増倍管が用いられている。というのも、光電子増倍管の光電面がその組成等に応じて異なる感度を示すためであり、各分光波長域で高感度に検出を行うためには、その波長にあった感度を有する光電面を用いた光電子増倍管で対応するのが好ましいためである。しかし、このような分光計測装置では、光電子増倍管が複数必要になることに加え、分光された光をファイバーアレー等の光学系によって個々の光電子増倍管に導く必要があり、そのため、構成の複雑な光学系を必要としていた。
【０００４】
一方、こうした構成が複雑になることを避けるため、１つの光電子増倍管に複数の光電面を組み込むという考え方がある。
【０００５】
しかし、１つの光電子増倍管に複数の光電面を組み込もうとした場合、各光電面を隙間無く並べて形成するのは非常に困難である。そのため、各光電面の間に隙間が形成され、その隙間が光検出におけるデッドスペースになると、そこに入射する光を検出できないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、複数種類の光電面が隙間なく並んだ光電陰極およびその製造方法並びにその光電陰極を有する光電子増倍管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決のため、本発明は、第１の感度特性を備えた第１の化合物半導体からなる第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の化合物半導体からなる第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成され、かつ第１のガラス片と厚さの等しい第２のガラス片と、第１のガラス片および第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板とを有し、第１のガラス片および第２のガラス片は、それぞれの側面のうちの第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに熱融着され、かつ第１の光電面および第２の光電面が表側を向くようにしてガラス基板の表面に熱融着されている光電陰極を特徴とする。
【０００８】
この光電陰極は、感度特性と異なる第１、第２の光電面が第１の領域、第２の領域に形成されている第１、第２のガラス片が、第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに熱融着されてガラス基板上に熱融着されているので、第１、第２の光電面が隙間なく並んでいる。
【０００９】
また、上記光電陰極の場合、第１のガラス片および第２のガラス片は、第１の領域および第２の領域が周縁部の全体を含む領域になっているようにすることができる。
【００１０】
また、上記光電陰極では、第１のガラス片および第２のガラス片は、第１の光電面および第２の光電面の双方によって得られる有効な感度波長範囲のうち、第１の光電面および第２の光電面それぞれの有効な感度波長範囲の占める割合に応じた大きさを有することが好ましい。
【００１１】
このように、第１、第２の光電面の大きさと、それぞれの有効な感度波長範囲の占める割合の大きさとを対応付けることで、より広い波長範囲に対応することができる。
【００１２】
また、上記光電陰極は、第１の光電面および第２の光電面のうち、決められた感度波長の範囲において量子効率の高い方がその決められた感度波長用の光電面になっているようにすることが好ましい。このように構成すると、より高感度に検出することができる。
【００１３】
さらに上記光電陰極は、第１の感度特性および第２の感度特性のいずれとも異なる第３の感度特性を備えた第３の化合物半導体からなる第３の光電面が周縁部を含む第３の領域に形成されている第３のガラス片を更に有し、第１の光電面、第２の光電面および第３の光電面における最高感度波長の昇順または降順になるようにして、第３のガラス片の側面のうちの第３の領域を構成する側面が第１のガラス片の側面における第１の領域を形成する側面または第２のガラス片の側面における第２の領域を構成する側面のいずれか一方に熱融着され、かつ第３の光電面が表側を向くようにしてガラス基板の表面に熱融着されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、光電陰極は、感度特性の異なる３種類の光電面が隙間なく並んだ構造を有するものとなり、より適切な波長域ごとの特性を備えることができる。
【００１５】
この光電陰極の場合、第３の領域が周縁部の全体を含む領域になっているようにすることができる。
【００１６】
そして、本発明は、複数種類の光電面を備えた光電陰極の製造方法であって、化合物半導体からなる光電面が片面に形成されたガラス板を形成し、ガラス板を決められた大きさに切断して、第１の感度特性を備えた第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成されている第２のガラス片とを形成し、第１のガラス片および第２のガラス片を、それぞれの側面のうちの第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに密着しかつ第１の光電面および第２の光電面が表側を向くようにして、第１のガラス片および第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板上に載置した状態で、第１のガラス片および第２のガラス片が一体となるように熱融着する光電陰極の製造方法を提供する。
【００１７】
この製造方法によって、感度特性の異なる少なくとも２種類の光電面が隙間なく並んだ光電陰極が得られる。
【００１８】
さらに本発明は、光電陰極を備えた光電子増倍管であって、光電陰極は、第１の感度特性を備えた第１の化合物半導体からなる第１の光電面が周縁部を含む第１の領域に形成されている第１のガラス片と、第１の感度特性と異なる第２の感度特性を備えた第２の化合物半導体からなる第２の光電面が周縁部を含む第２の領域に形成され、かつ第１のガラス片と厚さの等しい第２のガラス片と、第１のガラス片および第２のガラス片を合せた大きさよりも大きさの大きいガラス基板とを有し、第１のガラス片および第２のガラス片は、それぞれの側面のうちの第１の領域、第２の領域を構成する側面同士が互いに熱融着され、かつ第１の光電面および第２の光電面が表側を向くようにしてガラス基板の表面に熱融着されている光電子増倍管を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、この発明によれば、複数種類の光電面が隙間なく並んだ光電陰極およびその製造方法並びにその光電陰極を有する光電子増倍管が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る光電陰極およびその製造方法について添付図面を参照しながら説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
（光電陰極の構造）
図１は本発明の実施の形態に係る光電陰極２０の断面図である。光電陰極２０はガラス基板１と、３つのガラス片４，７，１０と、電極１１とを有している。そして、光電陰極２０は３つのガラス片４，７，１０が側面を熱融着した状態でガラス基板１の表面１ａ上に固着されており、後述する光電子増倍管１００の側管１０３に接続される電極１１がガラス片４，１０の外側の側面からガラス基板１の側面までつながるようにして形成されている。
【００２２】
ガラス基板１は、光入射窓となる矩形状のガラス製板材であって、例えば硼珪酸ガラスからなり、ガラス片４，７，１０をすべて合せた大きさよりも大きい大きさを有している。例えば、ガラス基板１は、１ｍｍ程度の厚さを有している。
【００２３】
ガラス片４はガラス基板１よりも薄い厚さ（例えば、０．５ｍｍ程度）を有する直方体状のガラス製部材であって、例えば硼珪酸ガラスからなり、ガラス部２と、化合物半導体からなる透過型光電面３とを有している。このガラス片４は、片側表面（片面）全体に透過型光電面３が形成されており、片面のうちの周縁部全体を含む領域に光電面３が形成されている。本実施の形態では、光電面の形成されている領域を光電領域ともいう。
【００２４】
また、ガラス片７、１０はガラス片４と同様の直方体状に形成されたガラス製部材であって、例えば硼珪酸ガラスからなり、ガラス片７はガラス部５と、化合物半導体からなる透過型光電面６とを有し、ガラス片１０はガラス部８と化合物半導体からなる透過型光電面９とを有している。ガラス片７、１０もガラス片４と同様に片面全体に透過型光電面６，９が形成されており、片面のうちの周縁部全体を含む領域に光電面６，９が形成されている。そして、光電面３、６，９はいずれもその光電変換層を構成する化合物半導体が異なっている。
【００２５】
ガラス片４，７，１０は、等しい厚さと、図１の紙面垂直方向の等しい奥行きとを有するが、それぞれの奥行きと交差する方向の幅が相違することによって異なる大きさを有している。このうち、ガラス片４が最も大きく、ガラス片７がその次に大きい大きさを有し、ガラス片１０がその次に大きい大きさ（最も小さい大きさ）を有している。
【００２６】
ガラス片４，７，１０は、厚さと奥行きとが等しいので、それぞれの大きさの比（寸法比）は幅の比によって表すことができる。したがって、ガラス片４，７，１０のそれぞれの幅をＷ４、Ｗ７、Ｗ１０とすると、寸法比はＷ４：Ｗ７：Ｗ１０であり、これは９：３：２程度になっている。この寸法比は、光電面３，６，９の３つによって得られる有効感度波長範囲のうち、光電面３，６，９それぞれの有効感度波長範囲の占める割合の大きさに応じたものとなっていて、他の光電面と比較して感度の高い領域が大きい光電面ほど大きさが大きくなっている。
【００２７】
また、ガラス片４，７，１０は、紙面左側から大きさの順、すなわち、ガラス片４，７，１０の順に並べられてガラス基板１上に熱融着されている。そして、中央に配置されているガラス片７の一方の側面とガラス片４の側面とが熱融着し、ガラス片７の他方の側面とガラス片１０の側面とが熱融着していて、ガラス片４，７，１０それぞれの底部が表面１ａ上に熱融着されている。こうして、光電陰極２０は、光電面３，６，９が表側を向いて露出するようになっている。
【００２８】
透過型光電面３は、ＳｉＯ２からなる保護層３ａと、Ｓｉ４Ｎ３からなる反射防止層３ｂと、ＡｌＧａＡｓＰからなる窓層３ｃと、ＧａＡｓＰからなる活性層３ｄとを有し、これらがこの順に積層されて構成されている。
【００２９】
また、透過型光電面６は、ＳｉＯ２からなる保護層６ａと、Ｓｉ４Ｎ３からなる反射防止層６ｂと、ＡｌＧａＡｓからなる窓層６ｃと、ＧａＡｓからなる活性層６ｄとを有し、これらがこの順に積層されて構成されている。さらに、透過型光電面９は、ＳｉＯ２からなる保護層９ａと、Ｓｉ４Ｎ３からなる反射防止層９ｂと、ＡｌＩｎＧａＡｓからなる窓層９ｃと、ＩｎＧａＡｓからなる活性層９ｄとを有し、これらがこの順に積層されて構成されている。
【００３０】
ここで、図２は、透過型光電面３，６，９を構成している３種類の半導体結晶光電面の分光感度特性を示す図である。図２に示すように、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓからなる半導体結晶光電面の長波長側の極限（最高感度波長）は、それぞれ約７５０ｎｍ、約９００ｎｍ、約１０００ｎｍである。また、最大量子効率（ＱＥ）は、それぞれ約５０％、約３０％、約６％である。
【００３１】
そして、透過型光電面３，６，９はそれぞれＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓからなる活性層３ｄ，６ｄ，９ｄを有しているので、図２に示したＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓそれぞれの分光感度特性（それぞれ第１の感度特性、第２の感度特性、第３の感度特性）を有している。
【００３２】
ＧａＡｓＰの有効感度波長（量子効率が決められた値よりも高くなる波長）は約３００ｎｍから約７５０ｎｍであり、ＧａＡｓの有効感度波長は約４００ｎｍから約９００ｎｍ、ＩｎＧａＡｓの有効感度波長は約５００ｎｍから約１０００ｎｍなので、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓの３つの光電面３，６，９によって得られる有効感度波長の範囲は約３００ｎｍから約１０００ｎｍである。この有効感度波長の範囲のうち、光電面３，６，９それぞれの有効感度波長の範囲の占める割合（有効占有率）は、約４５０／７００、約１５０／７００、約１００／７００であるから、有効占有率は９：３：２となり、これが前述した寸法比Ｗ４：Ｗ７：Ｗ１０になっている。
【００３３】
以上のような構成を有する光電陰極２０は、ガラス片４，７，１０がガラス基板１の表面１ａ上に、それぞれの側面が熱融着した状態で固着されている。そして、そのガラス片４，７，１０は、互いに感度特性の異なる光電面３，６，９がそれぞれの片面全体に形成され、その光電面３，６，９が表側を向くようにして表面１ａ上に熱融着されている。これにより、光電陰極２０は、感度特性の異なる複数種類の光電面が隙間なく並べられた構造を有している。そのため、光電陰極２０は、各光電面の間にデッドスペースができないようになっている。
【００３４】
異なる光電面の間に隙間があると、その隙間に入射した光が光電面に到達できずに反射してしまうため、検出できる光の損失を招いてしまう。特に、分光計測において、連続した波長の光がガラス基板１に照射された場合、異なる光電面の間の隙間に入射した分光要素は検出されなくなるため、検出波長域に欠落部分が生じてしまうおそれがある。しかしながら、本実施の形態に係る光電陰極２０では、光電面３，６，９が隙間なく並んでいるためガラス基板１から入射する光を確実に光電面３，６，９に導くことができるから、光検出を確実に行うことができ、連続的な分光測定も可能となる。また、隣接するガラス片４，７，１０の間にガスが貯留するようなこともなく、光電陰極２０を用いて光電子増倍管等の電子管を構成してもその真空度が下がる事態を招かないようになっている。
【００３５】
しかも、光電陰極２０は、短い波長で高感度なガラス片４と、長波長での感度を有するガラス片１０と、これらの間の領域で高い感度を有するガラス片７とが一体となっているので、短い波長から長い波長まで高感度に検出することができる。
【００３６】
さらに、ガラス片４，７，１０は、前述した有効占有率の大きさに応じた大きさを有し、有効占有率が大きくなるほど大きくなっているから、広い波長領域で被検出光を効率よく検出することができる。
【００３７】
そして、さらに、光電面３，６，９のうち、決められた感度波長の範囲において量子効率の高いものが決められた感度波長用の光電面になるように構成しているので、各波長での感度が高くなっている。
【００３８】
（光電陰極の製造方法）
次に、図３〜６を参照して前述した構造を有する光電陰極２０の製造方法について説明する。ここで、図３は、光電陰極２０を製造する前のガラス片４，７，１０を示す斜視図、図４は、ガラス基板１上にガラス片４，７，１０を載せた状態を示す斜視図、図５は光電陰極２０の製造手順を示す図である。また、図６はガラス片４の製造工程を模式的に示した図である。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板３０を用意し、その上にエピタキシャル成長によって、ＡｌＧａＡｓからなる停止層３１、活性層３ｄ、窓層３ｃ、ＧａＡｓからなる表面層３２を順に形成する。ここまでの工程が図５のブロックｂ１に相当する。次に、表面層３２を研磨またはエッチング剤で除去した後、図６（ｂ）に示すように、窓層３ｃ上に、反射防止層３ｂと保護層３ａをこの順に形成する（図５のブロックｂ２）。
【００４０】
続いて、このようにして層状結晶を形成した後、保護層３ａの表面にガラス板２２を熱融着させる（図５のブロックｂ３）。次に、ガラス板２２を熱融着した層状結晶を、アンモニア−過酸化水素混合エッチング剤に、停止層３１が露出するまで浸漬させてＧａＡｓ基板３０を除去すると（図５のブロックｂ４）、光電面３が片面に形成された第１のガラス板としてのガラス板２２を形成することができる。そして、このガラス板２２を決められた大きさに切断する（図５のブロックｂ５）。すると、ガラス部２の片面全体に光電面３が形成された図３に示すようなガラス片４を製造することができる。
【００４１】
ガラス片７，１０は、ガラス片４と同様にして製造する。ガラス片７，１０は、それぞれ図５のブロックｂ１の代わりにブロックｃ１、ｄ１の工程を実行する。ブロックｃ１、ｄ１では、活性層３ｄの代わりにそれぞれ活性層６ｄ、９ｄを形成する。そして、ブロックｃ１の工程に続いてブロックｂ２〜ｂ５の工程を実行することにより、図３に示すようなガラス片７を製造でき、ブロックｄ１の工程に続いてブロックｂ２〜ｂ５の工程を実行することにより、図３に示すようなガラス片１０を製造することができる。以上までの工程を実行することにより、図３に示す３種類のガラス片４，７，１０が得られる。
【００４２】
次に、この３種類のガラス片４，７，１０を図４の紙面左側から大きさの降順（または紙面右側から大きさの昇順）に、光電面３，６，９が表側を向くようにガラス基板１の表面１ａ上に並べて載置し、光電面３，６，９の間にデッドスペースが形成されないようにするため、ガラス片７のそれぞれの側面にガラス片４，１０の側面を密着させる。その状態のまま、所定の圧力で加圧しながら所定温度で加熱して熱融着を行う（図５のブロックｂ６）。すると、３種類のガラス片４，７，１０のそれぞれの側面同士が互いに熱融着して一体化し、しかもガラス片４，７，１０がガラス基板１の表面１ａ上にも熱融着して、３種類のガラス片４，７，１０とガラス基板１とが一体になる。
【００４３】
次に、このガラス片４，７，１０と一体となったガラス基板１を濃塩酸又は沸酸に浸漬させて停止層３１を除去する。これにより、活性層３ｄ，６ｄ，９ｄが露出して光電陰極２０が完成する。
【００４４】
ところで、通常のアルカリ光電面は、酸化等によって非常に劣化しやすく、複数種類のアルカリ光電面を一枚のガラス板に蒸着して作りこむことは非常に困難である。そのため、本実施の形態では、形成した光電面３，６，９のように、ガラス基板１等の面板に接合可能な半導体光電面を用いている。
【００４５】
ところが、半導体光電面はその基板となるガラスと熱膨張率が相違しているため、ガラス板の上に直接、ガラス基板全体の面積に対して小さい大きさで形成すると、光電面の周囲にあるガラスが光電面の収縮に耐えられなくなることで、基板となるガラスが割れるなどして破損してしまうおそれがある。
【００４６】
このようなことから、本実施の形態では、ガラス板の片面にある程度の大きさの光電面を形成した上で、そのガラス板を決められた大きさに切断することによって、片面全体に光電面３，６，９が形成されたガラス片４，７，１０を形成し、そのガラス片４，７，１０を前述のように熱融着することによって、光電陰極２０を形成している。こうすることで、複数の光電面が隙間なく並んだ光電陰極２０を確実に製造することができる。
【００４７】
（光電陰極の変形例）
一方、光電陰極２０は、ガラス片４，７，１０のいずれも片面全体が光電領域になっていたが、片面の一部が光電領域になり、片面に光電面を構成しない領域が設けられていてもよい。この場合、例えば、図７に示すように、ガラス片４，７，１０の代わりにガラス片４４，４７，５０を用いて光電陰極を構成することもできる。
【００４８】
ガラス片４４，４７，５０は、図８に示すように、それぞれガラス部２，５，８と、透過型光電面４３，４６，４９とを有している。ガラス片４４は、ガラス部２の周縁部のうち、その一部である周縁部４４ａだけを含み他を含まない領域を第１の領域４４ｅとし（図８の斜線部分）、その第１の領域４４ｅに透過型光電面４３が形成されている。ガラス片４４の場合、周縁部４４ａ以外の周縁部４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは光電領域に含まれていない。ガラス片４７は、ガラス部５の周縁部のうちの周縁部４７ａ、４７ｃだけを含む領域を第２の領域４７ｅとし、第２の領域４７ｅに透過型光電面４６が形成されている。ガラス片５０は、ガラス部８の周縁部のうちの周縁部５０ｃだけを含む領域を第３の領域４８ｅとし、第３の領域４８ｅに透過型光電面４９が形成されている。
【００４９】
そして、ガラス片４４，４７，５０は、ガラス片４７の周縁部４７ａ、４７ｃにそれぞれガラス片５０，４４の周縁部５０ｃ、４４ａが密着するようにして、ガラス基板１上に熱融着さている。
【００５０】
このような光電陰極２０の場合、ガラス片４４，４７，５０は、そのそれぞれの周縁部を含む領域に光電面４３，４６，４９が形成され、それぞれの光電領域を構成する側面同士が密着するようにして熱融着されている。そのため、光電陰極２０は前述した光電陰極２０と同様に、光電面４３，４６，４９が隙間なく並んだ構造になっており、各光電面４３，４６，４９の間にデッドスペースができないようになっている。
【００５１】
（光電子増倍管の実施形態）
次に、前述したガラス片４，７，１０によって構成される光電陰極２０を備えた光電子増倍管の実施形態について説明する。図９は、光電陰極２０を備えた光電子増倍管１００の断面図である。光電子増倍管１００は四角柱状の金属製の側管１０３を有している。
【００５２】
光電子増倍管１００は、導電材料からなる側管１０３の一端側の開口部に光電陰極２０が融着等により気密に固定されている。また、電極１１が側管１０３にその内側から接触することで、光電陰極２０が側管１０３と同電位に設定されている。
【００５３】
また、側管１０３の他端側の開口部には、ガラス等の絶縁性材料により形成された矩形状のステム１０８が取り付けられている。ステム１０８には、その側面を取り囲む金属製の包囲部材１０９が融着等により気密に固定されており、この包囲部材１０９の一端に形成されたフランジ１０９ａと、側管１０３の他端に形成されたフランジ１０３ａとが抵抗溶接等により気密に接合されている。
【００５４】
光電子増倍管１００は、側管１０３、光電陰極２０及びステム１０８等により内部に真空空間Ｓが形成され、その真空空間Ｓ内に複数層のメタルチャンネルダイノード１１１を有する電子増倍部１１２が設置されている。また、真空空間Ｓ内において電子増倍部１１２と光電陰極２０との間には、収束電極１１３が設置されている。この収束電極１１３には、紙面垂直方向（奥行き方向）に延在する複数のスリット１１３ａが形成されている。
【００５５】
さらに、真空空間Ｓ内において電子増倍部１１２とステム１０８との間には、奥行き方向に延在する複数のアノード１１４がリニアに配列されている。各アノード１１４は、光電陰極２０を構成している光電面３，６，９にそれぞれ５本、２本、１本ずつ対応付けられている。
【００５６】
そして、ステム１０８の内側表面には、隣り合うアノード１１４，１１４の間を隔てる隔壁１１６が立設されている。この隔壁１１６によって、クロストークの発生が抑制されている。また、各アノード１１４には、出力信号を取り出すためのステムピン１１７の一端が接続されている。各ステムピン１１７の他端は、ステム１０８を気密に貫通して、光電子増倍管１００の外部に突出している。
【００５７】
以上のように構成された光電子増倍管１００では、収束電極１１３のスリット１１３ａ及び電子増倍部１１２の電子通過孔によって複数のチャンネルＣｍ（ここでは、ｍ＝１〜８）がリニアに配列された形成されている。
【００５８】
ここで、任意の１つのチャンネルＣｍに着目して、光電子増倍管１００の動作について説明する。光入射窓となるガラス基板１を透過した光が光電面３，６，９に入射すると、光電面３，６，９で光電変換が行われ、図示しない光電子が真空空間Ｓ中に放出される。放出された光電子は収束電極１１３のスリット１１３ａを通って最前段のメタルチャンネルダイノード１１１上に収束される。そして、光電子は電子増倍部１１２により増倍され、二次電子群がアノード１１４に到達し、各アノード１１４に接続されているステムピン１１７を介して出力信号が外部に送出される。出力信号はチャンネルＣｍごとに独立して外部に送出されるので、光電子増倍管１００では、一定範囲の波長ごと独立して光検出を行うことができる。
【００５９】
このような光電子増倍管１００は、光電陰極２０を有するので、複数の光電子増倍管を用いることなく、被検出光を損失なく短い波長から長い波長まで高感度に検出することができる。また、光電面３，６，９が形成されているガラス片４，７，１０が隙間なく熱融着されているので、ガラス片４，７，１０の間にガスが貯留するようなことはなく、真空空間Ｓの真空度が下がらないようになっている。
【００６０】
以上の実施形態では、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓといった不純物の組成の異なる３種類の半導体光電面を有する光電陰極２０を例にとって説明している。そのほか、光電陰極は、半導体光電面をＧａＡｓＰのみで構成し、そのうちのＰの混入割合を変えた複数種類の半導体光電面を有するようにしてもよい。Ｐの混入割合を変えることによって、感度特性を異ならせることができるからである。また、３種類の半導体光電面を有する光電陰極２０を例にとって説明しているが、光電陰極は２種類の半導体光電面を有するものでもよく、反射型光電面に用いても良い。
【００６１】
また、光電陰極２０を有する光電子増倍管１００について説明しているが、光電陰極２０は、ハイブリッドフォトディテクタやストリークカメラ等の他の電子管に組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る光電陰極の断面図である。
【図２】透過型光電面を構成している３種類の半導体結晶光電面の分光感度特性を示す図である。
【図３】光電陰極２０を製造する前の３つのガラス片を示す斜視図である。
【図４】ガラス基板上に３つのガラス片を載せた状態を示す斜視図である。
【図５】光電陰極の製造手順を示す図である。
【図６】ガラス片の製造工程を模式的に示した図である。
【図７】ガラス基板上に別の３つのガラス片を載せた状態を示す斜視図である。
【図８】光電陰極２０を製造する前の別の３つのガラス片を示す斜視図である。
【図９】光電陰極を備えた光電子増倍管の断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…ガラス基板、２、５、８…ガラス部、３、６、９…透過型光電面、４、７、１０…ガラス片、２０…光電陰極、１００…光電子増倍管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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