(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料をプレス加工して形成された複数のダイノードを積層してなる電子増倍器であって、
前記複数のダイノードは、入射電子を増倍する電子増倍孔が設けられた電子増倍孔形成部と前記電子増倍孔形成部を囲む枠部とを有するとともに、積層方向に隣り合う第１及び第２のダイノードを含み、
前記第１のダイノードの周縁部には、積層方向に突出する凸部が設けられ、
前記第２のダイノードの周縁部には、前記凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられ、
前記第１及び第２のダイノード同士は、前記第１のダイノードに設けられた前記凸部と、前記第２のダイノードに設けられた前記凹部とが、嵌め合わされることにより、互いに位置決めされ、
前記第１のダイノードに設けられた前記凸部及び前記第２のダイノードに設けられた前記凹部の少なくとも一方には、前記第１及び第２のダイノード同士を絶縁する絶縁層が設けられ、
前記枠部は、前記周縁部を規定し、
前記凸部及び前記凹部は、前記枠部の外形より外側に位置するように前記枠部に設けられていることを特徴とする電子増倍器。
【請求項２】
前記複数のダイノードは、前記第２のダイノードと隣り合う第３のダイノードを更に含み、
前記第２のダイノードの周縁部には、前記凹部が窪む方向に突出する凸部が更に設けられ、
前記第３のダイノードの周縁部には、前記第２のダイノードに設けられた前記凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられ、
前記第２及び第３のダイノード同士は、前記第２のダイノードに設けられた前記凸部と、前記第３のダイノードに設けられた前記凹部とが、嵌め合わされることにより、互いに位置決めされ、
前記第２のダイノードに設けられた前記凸部及び前記第３のダイノードに設けられた前記凹部の少なくとも一方には、前記第２及び第３のダイノード同士を絶縁する絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子増倍器。
【請求項３】
前記凸部及び前記凹部に前記絶縁層が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子増倍器。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記金属材料の表面を絶縁化する膜からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子増倍器。
【請求項５】
前記膜は、前記金属材料の表面を酸化処理した酸化膜であることを特徴とする請求項４に記載の電子増倍器。
【請求項６】
前記複数のダイノードの各々には、その周縁部に、前記積層方向に突出する凸部及び当該凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられており、
前記凸部及び前記凹部は、前記積層方向において互いに対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電子増倍器。
【請求項７】
前記凸部及び前記凹部は、前記積層方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電子増倍器。
【請求項８】
前記凸部は、前記凸部が設けられた前記ダイノードの周縁部に沿った方向と交差する一対の第１の面を有し、
前記凹部は、前記一対の第１の面に対向する一対の第２の面を有し、
前記積層方向に隣り合う前記ダイノード同士は、前記凸部の前記一対の第１の面と、前記凹部の前記一対の第２の面とが、接することにより、前記周縁部に沿った方向において互いに位置決めされることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電子増倍器。
【請求項９】
前記凹部の深さは、前記金属材料の厚さより大きいことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電子増倍器。
【請求項１０】
前記複数のダイノードは、平面視において多角形であり、
前記凸部は、当該凸部が設けられた前記ダイノードの角部に位置しており、
前記凹部は、当該凹部が設けられた前記ダイノードの角部に位置していることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の電子増倍器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段に積層されたダイノードによって入射電子を増倍する電子増倍器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のダイノードが積層された構造の電子増倍器として、絶縁体等を用いて隣り合うダイノード間の絶縁性を確保しつつ、隣り合うダイノードの間隔を均一にする電子増倍器が知られている。例えば、下記の特許文献１には、ダイノード板にアルミナの絶縁層が形成され、この絶縁層を介して複数のダイノード板が積層された構成が記載されている。また、下記の特許文献２及び特許文献３には、隣り合うダイノード間に絶縁部材が設けられ、ダイノードの枠上に設けられた突起部と絶縁部材の枠上に設けられた孔部とが嵌め合わされて、複数のダイノードが積層された構成が記載されている。また、下記の特許文献４には、電極の全面に凹部と凸部とが設けられ、隣り合う電極間の凹部と凸部とが嵌め合わされて、複数の電極が積層された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】英国特許第１４０１９６９号明細書
【特許文献２】特開２００８−２９３９１７号公報
【特許文献３】特開２００９−１５２１２１号公報
【特許文献４】特許第４６１５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載された構成は、いずれも電極（ダイノード）の表面に嵌合構造又は絶縁構造を有している。このため、電極の表面積に対する電子増倍構造等の有効領域の割合が、嵌合構造又は絶縁構造が設けられた領域の面積に応じて減少する。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ダイノードにおける電子増倍構造が設けられた有効領域の減少を抑制可能な構造を有する電子増倍器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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子増倍器は、金属材料をプレス加工して形成された複数のダイノードを積層してなる電子増倍器であって、複数のダイノードは、入射電子を増倍する電子増倍孔が設けられた電子増倍孔形成部を有するとともに、積層方向に隣り合う第１及び第２のダイノードを含み、第１のダイノードの周縁部には、積層方向に突出する凸部が設けられ、第２のダイノードの周縁部には、凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられ、第１及び第２のダイノード同士は、第１のダイノードに設けられた凸部と、第２のダイノードに設けられた凹部とが、嵌め合わされることにより、互いに位置決めされ、第１のダイノードに設けられた凸部及び第２のダイノードに設けられた凹部の少なくとも一方には、第１及び第２のダイノード同士を絶縁する絶縁層が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この電子増倍器においては、複数のダイノードのうちの第１のダイノードの周縁部に設けられた凸部と、第２のダイノードの周縁部に設けられた凹部とを備え、第１のダイノードに設けられた凸部及び第２のダイノードに設けられた凹部の少なくとも一方に絶縁層が設けられた状態で、凸部と凹部とが嵌め合わされる。このため、周縁部において第１及び第２のダイノード同士が位置決めされるとともに確実に絶縁されるので、ダイノードにおける電子増倍孔形成部（有効領域）の割合を減少させることなく第１及び第２のダイノードが積層されることが可能となる。
【０００８】
また、複数のダイノードは、第２のダイノードと隣り合う第３のダイノードを更に含み、第２のダイノードの周縁部には、凹部が窪む方向に突出する凸部が更に設けられ、第３のダイノードの周縁部には、第２のダイノードに設けられた凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられ、第２及び第３のダイノード同士は、第２のダイノードに設けられた凸部と、第３のダイノードに設けられた凹部とが、嵌め合わされることにより、互いに位置決めされ、第２のダイノードに設けられた凸部及び第３のダイノードに設けられた凹部の少なくとも一方には、第２及び第３のダイノード同士を絶縁する絶縁層が設けられていることが好ましい。
【０００９】
この場合、複数のダイノードのうちの第２のダイノードの周縁部に設けられた凸部と、第３のダイノードの周縁部に設けられた凹部とを備え、第２のダイノードに設けられた凸部及び第３のダイノードに設けられた凹部の少なくとも一方に絶縁層が設けられた状態で、凸部と凹部とが嵌め合わされる。このため、第２及び第３のダイノード同士が周縁部において位置決めされるとともに確実に絶縁されるので、ダイノードにおける電子増倍孔形成部（有効領域）の割合を減少させることなく複数のダイノードが積層されることが可能となる。
【００１０】
また、複数のダイノードは、電子増倍孔形成部を囲むとともに周縁部を規定する枠部を有し、凸部及び凹部は、枠部に設けられていることが好ましい。この場合、電子増倍孔形成部を囲む枠部に凸部及び凹部が設けられることにより、ダイノードにおける有効領域の割合を減少させることなく、凸部及び凹部が安定して設けられる。
【００１１】
また、凸部及び凹部は、枠部の外形より外側に位置するように設けられていることが好ましい。この場合、電子増倍孔形成部を囲む枠部の外形より外側に位置するように凸部及び凹部が設けられることにより、枠部が大きくなることを抑制し、ダイノードにおける有効領域の割合を減少させることなく、凸部及び凹部が安定して設けられる。
【００１２】
また、凸部及び凹部は、枠部の外形より内側に位置するように設けられていることが好ましい。この場合、電子増倍孔形成部を囲む枠部の外形より内側に位置するように凸部及び凹部が設けられることにより、ダイノードの外形を大きくできるので、有効領域の面積を減少させることなく、凸部及び凹部が安定して設けられる。
【００１３】
また、凸部及び凹部に絶縁層が設けられることが好ましい。この場合、凸部及び凹部の両方に絶縁層が設けられることにより、積層方向に隣り合うダイノード同士がより確実に絶縁される。
【００１４】
また、絶縁層は、金属材料の表面を絶縁化する膜からなることが好ましい。さらに、金属材料の表面を絶縁化する膜は、金属材料の表面を酸化処理した酸化膜であることが好ましい。この場合、絶縁層とダイノードとの密着性が高いため、積層方向に隣り合うダイノード同士がより確実に絶縁される。
【００１５】
また、複数のダイノードの各々には、その周縁部に、積層方向に突出する凸部及び当該凸部が突出する方向に窪む凹部が設けられており、凸部及び凹部は、積層方向において互いに対向して配置されていることが好ましい。この場合、ダイノードにおいて、凸部が設けられる領域と凹部が設けられる領域とが集約される。このため、凸部と凹部とが別の位置に設けられる場合と比較して、凸部及び凹部を大きくすることができ、積層方向に隣り合うダイノード同士がより安定的に支持される。
【００１６】
また、複数のダイノードに設けられた凸部及び凹部は、積層方向に沿って配置されていることが好ましい。この場合、積層方向に隣り合うダイノードの凸部及び凹部が嵌め合わされる部分が列をなし、柱状構造を呈するため、積層方向に隣り合うダイノード同士がより強固に固定される。
【００１７】
また、凸部は、当該凸部が設けられたダイノードの周縁部に沿った方向と交差する一対の第１の面を有し、凹部は、一対の第１の面に対向する一対の第２の面を有し、積層方向に隣り合うダイノード同士は、凸部の一対の第１の面と、凹部の一対の第２の面とが、接することにより、周縁部に沿った方向において互いに位置決めされることが好ましい。この場合、凸部の一対の第１の面と、凹部の一対の第２の面とが、接することにより、積層方向に隣り合うダイノード同士は、周縁部に沿った方向において互いに位置決めされ、より確実に固定される。
【００１８】
また、凹部の深さは、金属材料の厚さより大きいことが好ましい。この場合、互いに嵌め合わされる凸部及び凹部の嵌合長が大きくなり、積層方向に隣り合うダイノード同士がより強固に固定される。
【００１９】
また、複数のダイノードは、平面視において多角形であり、凸部は、当該凸部が設けられたダイノードの角部に位置しており、凹部は、当該凹部が設けられたダイノードの角部に位置していることが好ましい。この場合、ダイノードの角部に凸部及び凹部が設けられることによって、積層方向に隣り合うダイノード同士がより安定的に支持され、積層方向に隣り合うダイノード同士がより確実に離間される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ダイノードにおける電子増倍構造が設けられた有効領域の減少を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る光電子増倍管の管軸方向に沿った概略端面図である。
【図２】図１の収束電極および電子増倍器の一部を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図１のダイノードの凹部及び凸部の正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線に沿っての端面図である。
【図４】図１の収束電極および電子増倍器の積層構造を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は図４の複数段のダイノードの嵌合部分を拡大した図、（ｂ）は（ａ）のＶ（ａ）−Ｖ（ａ）線に沿っての端面図である。
【図６】図１のダイノードの製造過程を示す図である。
【図７】図１のダイノードの製造過程を示す図である。
【図８】図１のダイノードのＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図９】図１の収束電極および電子増倍器の他の例を示す図である。
【図１０】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１１】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１２】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１３】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１４】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１５】変形例に係る凸部及び凹部の配置を示す図である。
【図１６】変形例に係る凸部及び凹部の形状を示す図である。
【図１７】変形例に係る凸部及び凹部の形状を示す図である。
【図１８】変形例に係る凸部及び凹部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る電子増倍管の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子増倍管である光電子増倍管１の管軸方向に沿った概略端面図である。なお、図１においては、各部を明確に示すためハッチングを省略している。光電子増倍管１は、入射光を電気信号に変換して出力する装置であって、例えばＴＯ−８サイズの光電子増倍管である。この光電子増倍管１は、金属側管２を有しており、この金属側管２の一端側の開口部には、ガラス等の光透光性材料により形成された略矩形状の受光面板３が融着等により気密に固定されている。この受光面板３の内側表面には、入射光を電子に変換する光電陰極３ａが設けられている。
【００２４】
一方、金属側管２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４が取り付けられている。より具体的には、ステム４には、その側面を取り囲む金属製の管状部材５が融着等により気密に固定されており、この管状部材５の一端に形成されたフランジ５ａと、金属側管２の他端とが溶接等により気密に接合されている。このように、金属側管２、受光面板３及びステム４等によって構成された真空容器Ｖの内部には、収束電極６、電子増倍器７及びアノード８が配置されている。ここで、光電子増倍管１の説明において、管軸方向をｚ軸方向、ｚ軸方向に直交する一方向をｘ軸方向、ｘ軸方向及びｚ軸方向で規定される面に直交する方向をｙ軸方向とする。また、ｚ軸方向の受光面板３側を一方側、ステム４側を他方側とする。
【００２５】
収束電極６は、光電陰極３ａと電子増倍器７との間に設けられた板状の部材である。この収束電極６には、ｙ軸方向に延在する複数のスリット６１がｘ軸方向に略等間隔で形成されている。電子増倍器７は、少なくとも２つの複数のダイノード１０がｚ軸方向（積層方向）に積層されてなる。各ダイノード１０には、入射電子を増倍する複数の電子通過孔１１（電子増倍孔）がｙ軸方向に沿って互いに並列に設けられている。電子増倍器７及びダイノード１０の詳細については後述する。
【００２６】
更に、真空容器Ｖ内において電子増倍器７とステム４との間には、ｙ軸方向に延在する複数のアノード８が配列されている。また、各アノード８には、出力信号を取り出すためのステムピン１２の一端が接続されており、各ステムピン１２の他端は、ステム４を気密に貫通して外部に突出している。
【００２７】
以上のように構成された光電子増倍管１の光電子増倍作用について説明する。受光面板３を透過した入射光が光電陰極３ａに照射されると、真空容器Ｖ内に光電子が放出される。放出された光電子は収束電極６のスリット６１を通って最も一方側に配置されたダイノード１０上に収束される。これにより、光電子は、受光面板３とアノード８との間に位置する電子通過孔１１を通りながら、ダイノード１０により増倍され、最も他方側に配置されたダイノード１０から二次電子群が放出される。この二次電子群はアノード８に到達し、このアノード８に接続されたステムピン１２を介して出力信号が送出される。
【００２８】
次に、図２〜図５を参照して、電子増倍器７の積層構造について詳細に説明する。図２は、図１の収束電極６および電子増倍器７の一部を示す分解斜視図である。図３の（ａ）は図２のダイノード１０の一部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線に沿っての端面図である。図４は、図１の収束電極６および電子増倍器７の積層構造を示す斜視図である。図５の（ａ）は図４の複数段のダイノード１０の嵌合部分を拡大した図、（ｂ）は（ａ）のＶ（ａ）−Ｖ（ａ）線に沿っての端面図である。
【００２９】
図２に示されるように、収束電極６は、略矩形状の板状部材の電極である。この収束電極６は、スリット６１が形成されたスリット形成部１８と、スリット形成部１８を囲む枠部１６とを備えている。この枠部１６の外周縁には、収束電極６の裏面６ｂからｚ軸方向に沿って一方側に窪んだ凹部１７が設けられている。枠部１６の各辺のうち一方の対辺については、各辺の略中央に対辺の凹部１７と互いに対向する位置に１つの凹部１７が設けられ、他方の対辺については、対辺の凹部１７と互いに対向する位置に各辺に２つの凹部１７が所定の間隔で設けられている。
【００３０】
ダイノード１０は、アルミニウム、ステンレス、Ｃｕ−Ｂｅ、銅等の金属材料Ｍにより形成された略矩形状の板状部材の電極である。ダイノード１０は、ｚ軸方向に直交する一方側の面である主面１０ａと、ｚ軸方向に直交する他方側の面である裏面１０ｂとを備えている。このダイノード１０は、電子通過孔形成部ＥＭ（電子増倍孔形成部）と、枠部２１と、複数の突出部２２と、電荷供給部２６とを一体的に備えている。電子通過孔形成部ＥＭは、ｙ軸方向に沿って互いに並列に延びる複数のスリット状の電子通過孔１１が設けられた部分である。枠部２１は、電子通過孔形成部ＥＭを囲み、ダイノード１０の周縁部を規定する部分であって、その外形は略矩形状である。
【００３１】
枠部２１の各辺のうち一方の対辺については、各辺の略中央に対辺の突出部２２と互いに対向する位置に１つの突出部２２が設けられ、他方の対辺については、対辺の突出部２２と互いに対向する位置に各辺に２つの突出部２２が所定の間隔で設けられている。この突出部２２は、ダイノード１０の周縁部に設けられた部分であって、第１部分２２ａと第２部分２２ｂとからなる。第１部分２２ａは、枠部２１の外周縁から外側に向かって枠部２１に平行に突出する部分である。第２部分２２ｂは、第１部分２２ａの突出方向の先端に設けられ、ｚ軸方向に沿って一方側に延びる部分である。このように、突出部２２は、ｚ軸方向と第１部分２２ａの突出方向によって規定される断面において、Ｌ字状である。枠部２１の各辺のうち一方の対辺については、各辺の略中央に１つの突出部２２が設けられ、他方の対辺については、各辺に２つの突出部２２が所定の間隔で設けられている。そして、各突出部２２の第２部分２２ｂには、凸部２３及び凹部２４が設けられている。電荷供給部２６は、枠部２１の一方の対辺から外側に向かって枠部２１と平行に、突出部２２と略同じ長さで枠部２１から突出した部分である。この電荷供給部２６は、電子通過孔形成部ＥＭに二次電子増倍のための電圧及び電流を供給するための部分である。
【００３２】
図２及び図３に示されるように、凸部２３は、第２部分２２ｂの一方側の端部に設けられており、ｚ軸方向に沿って一方側に延びている。凸部２３は、第２部分２２ｂと同一の厚さを有し、厚さ方向に直交する外側の面である外側面２３ｂと、厚さ方向に直交する内側の面である内側面２３ｃと、外側面２３ｂ及び内側面２３ｃと交差しｚ軸方向に延びる一対の面である側端面２３ｄ，２３ｄ（第１の面）と、凸部２３の先端の面である先端面２３ｅとを備えている。また、第１部分２２ａの突出方向とｚ軸方向によって規定される面に直交する方向（以下、突出部２２、凸部２３及び凹部２４の説明において、「幅方向」という。）における凸部２３の長さ（以下、「幅」という。）は、第２部分２２ｂの幅よりも小さい。
【００３３】
凹部２４は、第２部分２２ｂの他端側の端部に設けられており、ｚ軸方向に沿って一方側に窪んでいる。凹部２４は、ｚ軸方向に直交する面である底面２４ｂと、第２部分２２ｂの厚さ方向に直交する面である側面２４ｃと、側面２４ｃと交差しｚ軸方向に延びる一対の面である側端面２４ｄ，２４ｄ（第２の面）とによって形成されている。この凹部２４は、凸部２３に対応する形状を有し、凸部２３と凹部２４とは互いに嵌合可能である。また、凹部２４の幅は、第２部分２２ｂの幅よりも小さく、凹部２４の深さ（ｚ軸方向の長さ）は、金属材料Ｍの厚さより大きい。この凸部２３と凹部２４とは、ｚ軸方向において互いに対向して第２部分２２ｂに設けられている。なお、凸部２３のｚ軸方向の長さは、凹部２４の深さ以上である。
【００３４】
また、凸部２３の内側面２３ｃ、側端面２３ｄ，２３ｄ及び先端面２３ｅには絶縁層２３ａが設けられ、凹部２４の底面２４ｂ、側面２４ｃ及び側端面２４ｄ，２４ｄには絶縁層２４ａが設けられている。この絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、例えばダイノード１０を形成する金属材料を酸化させた酸化膜である。ダイノード１０がアルミニウムから形成されている場合、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、アルミナからなる膜である。また、突出部２２の第１部分２２ａと第２部分２２ｂとの内側の境界部分に隆起部２７が設けられている。
【００３５】
このような形状を有する隣り合うダイノード１０，１０では、一方側のダイノード１０の凹部２４と他方側のダイノード１０の凸部２３とが互いに対向する位置に設けられている。そして、一方側のダイノード１０の凹部２４と他方側のダイノード１０の凸部２３とが嵌め合わされることによって、隣り合うダイノード１０，１０は互いに積み重ねられる。隣り合うダイノード１０，１０が嵌め合わされている状態において、他方側のダイノード１０の凸部２３の先端面２３ｅは、一方側のダイノード１０の凹部２４の底面２４ｂに接し、他方側のダイノード１０の凸部２３の側端面２３ｄ，２３ｄは、一方側のダイノード１０の凹部２４の側端面２４ｄ，２４ｄに接し、他方側のダイノード１０の凸部２３の内側面２３ｃは、一方側のダイノード１０の凹部２４の側面２４ｃに接している。
【００３６】
同様に、収束電極６の凹部１７と、最も一方側に配置されたダイノード１０の凸部２３とが互いに対向する位置に設けられている。そして、収束電極６の凹部１７と最も一方側に配置されたダイノード１０の凸部２３とが嵌め合わされることによって、収束電極６と最も一方側に配置されたダイノード１０とは互いに積み重ねられる。その結果、図４に示される電極構造体１５が形成される。なお、隣り合うダイノード１０，１０の凸部２３と凹部２４とは、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａを介して嵌め合わされることにより、隣り合うダイノード１０，１０同士が絶縁されている。最も一方側に配置されたダイノード１０の凸部２３と収束電極６の凹部１７とは、凸部２３に設けられた絶縁層２３ａを介して互いに嵌め合わされることにより、収束電極６とダイノード１０とが絶縁されている。
【００３７】
図４及び図５に示されるように、収束電極６及び電子増倍器７の積層構造では、各ダイノード１０が同一の形状を有しているため、隣り合うダイノード１０，１０の凸部２３と凹部２４とが嵌め合わされた部分（嵌合部）の各々が、積層方向に沿って一直線上に並ぶ。その結果、嵌合部が全体として柱状構造を成す。また、隣り合うダイノード１０，１０の一方側のダイノード１０の凹部２４の底面２４ｂと他方側のダイノード１０の凸部２３の先端面２３ｅとが接しているため、隣り合うダイノード１０，１０はｚ軸方向において位置決めされる。また、一方側のダイノード１０の凹部２４の側面２４ｃと他方側のダイノード１０の凸部２３の内側面２３ｃとが接しているため、隣り合うダイノード１０，１０は第１部分２２ａの突出方向において位置決めされる。さらに、一方側のダイノード１０の凹部２４の側端面２４ｄ，２４ｄと他方側のダイノード１０の凸部２３の側端面２３ｄ，２３ｄとが接しているため、隣り合うダイノード１０，１０は幅方向において位置決めされる。
【００３８】
また、隣り合うダイノード１０，１０間の離間距離は、積層方向に沿って主面１０ａから凸部２３の先端面２３ｅまでの長さを、積層方向に沿って裏面１０ｂから凹部２４の底面２４ｂまでの深さ（凸部２３の先端面２３ｅが凹部２４の底面２４ｂに接していない場合は、凸部２３と凹部２４との嵌合部分の長さ）で減算した距離となる。
【００３９】
次に、図６及び図７を参照して、ダイノード１０の製造方法の一例について説明する。まず、図６の（ａ）に示されるように、板状の金属材料Ｍを準備する。この金属材料Ｍは、アルミニウム、ステンレス、Ｃｕ−Ｂｅ、銅等からなる一枚の金属板である。そして、図６の（ｂ）に示されるように、金属材料Ｍの中央領域の矩形状の平坦部分ｐを囲むような所定位置においてｚ軸方向に沿って一方側に折り曲げる。これによって、突出部２２及び凸部２３が形成される。続いて、図６の（ｃ）に示されるように、ｙ軸方向に平行な複数の切れ目をｘ軸方向に略等間隔で平坦部分ｐに設けることにより、電子通過孔形成部ＥＭと枠部２１とを平坦部分ｐに形成する。そして、隣り合う２つの切れ目に挟まれた電子増倍片ｓの一端側を主面Ｍａより一方側に、他端側を主面Ｍａより他方側に位置するように曲げ加工する。
【００４０】
次に、図７の（ａ）に示されるように、曲げ加工した電子増倍片ｓの両面を押圧し、電子増倍片ｓを所望の形状に加工する。そして、図７の（ｂ）に示されるように、突出部２２の折れ曲げられた部分を突出部２２の延在方向に沿って外側から押圧して凹部２４を形成する。このとき、押圧された部分が内側に押し込まれ、突出部２２の折れ曲げられた部分の内側に隆起部２７が形成される。以上のようにして、ダイノード１０を作製する。なお、上述の成型処理及び加工処理は、いずれも一回のプレス加工によって行われるが、複数回の工程に分割してプレス加工してもよい。
【００４１】
次に、光電子増倍管１の作用効果を説明する。光電子増倍管１は、金属材料Ｍをプレス加工して形成されたダイノード１０を複数段に積層してなる電子増倍器７を備えている。そして、各ダイノード１０は、入射電子を増倍する電子通過孔１１が設けられた電子通過孔形成部ＥＭを有し、各ダイノード１０の周縁部には、積層方向に突出する凸部２３及び凸部２３が突出する方向に窪む凹部２４が設けられている。積層方向において互いに隣り合うダイノード１０，１０は、他方側のダイノード１０の凸部２３と、一方側のダイノード１０の凹部２４とが、嵌め合わされることにより、互いに位置決めされる。このように、ダイノード１０の周縁部に凸部２３及び凹部２４が設けられていることによって、積層のための構造を電子通過孔形成部ＥＭの外部のみに設けることができ、ダイノード１０における電子通過孔形成部ＥＭの割合を減少させることなく複数のダイノード１０が位置決めされて積層されることが可能となる。すなわち、電子増倍器７において、電子増倍構造が設けられた有効領域を減少させることなく、複数のダイノード１０が積層されることが可能となる。
【００４２】
また、他方側のダイノード１０の凸部２３に絶縁層２３ａが設けられ、一方側のダイノード１０の凹部２４に絶縁層２４ａが設けられているため、隣り合うダイノード１０，１０同士は、絶縁性を確保して積層される。以上のことから、絶縁のための構造も電子通過孔形成部ＥＭの外部のみに設けることができ、ダイノード１０における電子通過孔形成部ＥＭの割合を減少させることなく複数のダイノード１０が互いに絶縁されて積層されることが可能となる。すなわち、電子増倍器７において、電子増倍構造が設けられた有効領域を減少させることなく、複数のダイノード１０が積層されることが可能となる。さらに、隣り合うダイノード１０，１０の凹部２４と凸部２３とを嵌め合わせるだけの簡単な作業で、複数のダイノード１０を積層することができる。また、ダイノード１０は、金属材料Ｍをプレス加工して一体的に形成されるため、ダイノード１０の製造作業が簡略化される。
【００４３】
また、ダイノード１０では、凸部２３及び凹部２４は、電子通過孔形成部ＥＭを囲む枠部２１の外形の外側に設けられているため、枠部２１の幅を大きくすることなく凸部２３及び凹部２４を安定して設けることができる。このため、ダイノード１０における電子通過孔形成部ＥＭの割合を低下させることなく、凸部２３及び凹部２４が安定して設けられる。さらに、絶縁層２３ａが設けられた凸部２３及び絶縁層２４ａが設けられた凹部２４が、電子が通過する電子通過孔形成部ＥＭから離間されているために、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａへの電子入射による耐圧不良といった悪影響を抑制できる。
【００４４】
また、ダイノード１０に設けられた凸部２３及び凹部２４は、積層方向に沿って互いに対向して配置されているため、ダイノード１０において、凸部２３が設けられる領域と凹部２４が設けられる領域とが集約される。このため、例えばダイノード１０の一辺に凸部２３と凹部２４とが設けられる場合、それらが別々の位置に設けられる場合と比較して、凸部２３及び凹部２４を大きく形成することができ、隣り合うダイノード１０，１０がより安定的に支持されることが可能となる。
【００４５】
また、各段のダイノード１０に設けられた凸部２３及び凹部２４は、積層方向に沿って配置されており、隣り合うダイノード１０，１０間の嵌合部が全体として柱状構造を呈する。このため、隣り合うダイノード１０，１０同士がより強固に固定される。
【００４６】
また、他方側のダイノード１０の凸部２３と幅及び一方側のダイノード１０の凹部２４とが嵌め合わされた状態において、凸部２３の側端面２３ｄ，２３ｄは凹部２４の側端面２４ｄ，２４ｄに接している。このため、凸部２３の凹部２４に対する幅方向のズレが抑制され、隣り合うダイノード１０，１０同士が幅方向において位置決めされる。
【００４７】
また、凹部２４の深さは、金属材料Ｍの厚さより大きいため、互いに嵌め合わされる凸部２３及び凹部２４の嵌合長が大きくなり、隣り合うダイノード１０，１０同士がより強固に固定される。
【００４８】
ここで、図８を参照して、隣り合うダイノード１０，１０間の絶縁性について説明する。図８は、ダイノード１０のＩ−Ｖ特性を示す図である。グラフＡ１は窒素雰囲気中におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフ、グラフＡ２はアルカリ活性真空中におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフである。このＩ−Ｖ特性は、シュウ酸アルマイト処理（アルマイト膜厚：２０μｍ）されたダイノード１０を積層し、ダイノード１０，１０間の耐電圧を測定した結果を示している。横軸は一方のダイノード１０に印加した電圧、縦軸はダイノード１０，１０間に流れた電流を示している。
【００４９】
グラフＡ１によれば、窒素雰囲気中では、印加電圧が４５０Ｖ以下において、電流はほとんど流れなかった（１０ｐＡ以下）。また、グラフＡ２によれば、アルカリ活性真空中では、印加電圧が４００Ｖ以下において、電流がほとんど流れなかった（１０ｐＡ以下）。以上のように、いずれの場合においても、３００Ｖ以上の高い耐電圧が確認され、隣り合うダイノード１０，１０間の現実的な電位差においても、十分な耐電圧能を有することが確認された。
【００５０】
このように、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、絶縁性アルマイト被膜等の金属材料Ｍの酸化膜であることが好ましい。この場合、絶縁層のダイノード１０との密着性が高いため、絶縁構造の脱落といった可能性を抑制し、隣り合うダイノード１０，１０同士がより確実に絶縁される。
【００５１】
なお、本発明に係る光電子増倍管は本実施形態に記載したものに限定されない。例えば、図９に示されるように、ダイノード１０は、行方向及び列方向に複数の電子通過孔１１が形成されたマルチチャンネル（例えば６４チャンネル）ダイノード電極であってもよい。また、ダイノード１０の積層段数は、所望の段数とすることができる。
【００５２】
また、ダイノード１０の形状としては、平面視において、略円形、略楕円形又は略多角形（例えば六角形、八角形）等の様々な形状を採用することができる。また、ダイノード１０の形状に応じて、凸部２３及び凹部２４の数及び配置は適宜選択され得る。図１０〜図１３は、様々な形状を有するダイノード１０に対する凸部２３及び凹部２４の数及び配置の一例を示す図である。なお、図１０〜図１３の説明において、便宜上、電子通過孔１１が形成された領域と枠部２１とを含む領域を電極部２０とし、突出部２２と凸部２３と凹部２４とを含む領域を嵌合部２５とする。
【００５３】
例えば、図１０の（ａ）に示されるように、平面視において、電極部２０が略円形状である場合、嵌合部２５は電極部２０の周縁部に略等間隔で３箇所以上配置されるのが好ましい。また、図１０の（ｂ）に示されるように、平面視において、電極部２０が略矩形状である場合、嵌合部２５は電極部２０の辺上に略等間隔で３箇所以上配置されるのが好ましい。このように、電極部２０に撓み等が生じない程度の強度がある場合は、嵌合部２５が電極部２０の周縁部に略等間隔で３箇所以上設けられることにより、隣り合うダイノード１０，１０同士は、ｘ軸−ｙ軸−ｚ軸方向の位置決めされる。その結果、相互の位置調整を行うことなく、隣り合うダイノード１０，１０の凹部２４と凸部２３とを嵌め合わせるだけの簡単な作業で、複数のダイノード１０を積層することができる。
【００５４】
また、図１１の（ａ）に示されるように、平面視において、電極部２０が略矩形状である場合、嵌合部２５が電極部２０の一辺の両端又は辺上に２箇所設けられ、その対辺に１箇所以上設けられることにより、隣り合うダイノード１０，１０同士は、ｘ軸−ｙ軸−ｚ軸方向の位置決めされる。また、嵌合部２５が多く設けられることにより、電極部２０の強度が補われ、電極部２０の撓み等が抑制されることが可能となる。
【００５５】
また、図１１の（ｂ）に示されるように、嵌合部２５は、電極部２０の周縁部全体に設けられてもよい。このように、電極部２０の周縁部に十分なスペースがある場合には、嵌合部２５が周縁部全体に設けられることにより、隣り合うダイノード１０，１０同士がより強固に固定される。
【００５６】
また、図１２の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、平面視において電極部２０が多角形である場合、嵌合部２５は、電極部２０の角部に設けられてもよい。この場合、嵌合部２５は、図１２の（ａ）及び（ｃ）に示されるように、角部を形成する２つの辺に跨がって設けられてもよいし、図１２の（ｂ）に示されるように、角部を形成する２つの辺のうち一方において角部に接するように設けられてもよい。いずれの場合も、嵌合部２５が電極部２０の角部に設けられることにより、隣り合うダイノード１０，１０同士はより安定的に支持され、隣り合うダイノード１０，１０同士はより確実に離間される。また、電極部２０の角部において、嵌合部２５が回転対称に配置されることにより、嵌合部２５の配置数が抑制されつつ、隣り合うダイノード１０，１０同士は安定的に支持されることが可能となる。
【００５７】
また、図１３に示されるように、平面視において電極部２０が多角形であって、嵌合部２５が電極部２０の角部に設けられない場合には、嵌合部２５は、電極部２０の辺上に設けられてもよい。この場合、電極部２０は、撓み等が生じない程度の強度を有している必要がある。
【００５８】
また、図１４の（ａ），（ｂ）に示されるように、突出部２２のうち、実質的に枠部２１の外周縁から外側に向かって枠部２１に平行に突出する部分である第１部分２２ａを有さず、ｚ軸方向に沿って一方側に延びる突出部２２（第２部分２２ｂ）のみが枠部２１の外周縁に設けられ、この突出部２２に凸部２３及び凹部２４が設けられてもよい。このとき、図１４の（ａ）に示されるように、枠部２１の外周縁に対して突出部２２の外側面が外側に突出するように突出部２２が設けられてもよい。この場合、凸部２３及び凹部２４は、電子通過孔形成部ＥＭを囲む枠部２１の外形の外側に設けられているため、枠部２１の幅を大きくしなくても凸部２３及び凹部２４が安定して設けられる。このため、ダイノード１０における電子通過孔形成部ＥＭの割合を低下させることなく、凸部２３及び凹部２４が安定して設けられる。さらに、絶縁層２３ａが設けられた凸部２３及び絶縁層２４ａが設けられた凹部２４が、電子通過孔形成部ＥＭから離間されているために、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａへの電子入射による耐圧不良といった悪影響を抑制できる。また、図１４の（ｂ）に示されるように、枠部２１の外周縁と突出部２２の外側面とが面一となるように突出部２２が設けられてもよい。この場合、凸部２３及び凹部２４は、電子通過孔形成部ＥＭを囲む枠部２１の外形の内側に設けられているため、ダイノード１０全体を大きくすることができる。このため、ダイノード１０における電子通過孔形成部ＥＭの面積を減少させることなく、凸部２３及び凹部２４が安定して設けられる。
【００５９】
また、図１５の（ａ）に示されるように、凹部２４が設けられる第２部分２２ｂの他方端が裏面１０ｂとｚ軸方向において同じ位置になるように、突出部２２が設けられてもよい。この場合、突出部２２の加工精度が出しやすいために、より安定した固定構造とすることができる。また、図１５の（ｂ）に示されるように、第２部分２２ｂの他方端が裏面１０ｂよりも他方側に位置するように、突出部２２が設けられてもよい。この場合、部品としてのダイノード１０を載置面に置いた際、ダイノード１０の主面１０ａ及び裏面１０ｂはともに載置面から離間するため、載置面と電子増倍片ｓとが接触することによる電子増倍片ｓの変形を抑制できる。
【００６０】
また、凸部２３及び凹部２４の形状としては、様々な形状を採用することができる。凸部２３の幅方向に沿った側面形状は、図１６の（ａ）〜（ｅ）に示されるように、矩形状、流線形状、三角形状、半円状、五角形状等とすることができる。また、凹部２４の幅方向に沿った側面形状は、図１６の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、矩形状、流線形状、三角形状等とすることができる。
【００６１】
なお、図１６の（ａ）〜（ｅ）に示されるように、凸部２３の幅と凹部２４の幅とが略同一で第２部分２２ｂの幅より小さく、凸部２３の長さが凹部２４の深さより大きいあるいは略同一とすることにより、凸部２３の先端及び両側端面が凹部２４の底面及び両側端面にそれぞれ点接触又は面接触する。このため、凸部２３は、三方向でしっかりと固定される。その結果、凸部２３及び凹部２４の配置数が少なくても、隣り合うダイノード１０，１０同士は、強固に固定される。さらに、図１６の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、凸部２３の幅方向に沿った側面形状と凹部２４の幅方向に沿った側面形状とが、略同一の形状であれば、凸部２３の先端面及び両側端面が凹部２４の底面及び両側端面に各々面接触する。このため、隣り合うダイノード１０，１０同士は、さらに強固に固定される。
【００６２】
また、図１７の（ａ）〜（ｄ）に示されるように、凸部２３は、第２部分２２ｂの一方側の端部の右側において、第２部分２２ｂの幅方向の右端面２２１に沿ってｚ軸方向に設けられてもよい。なお、図１７の説明において、「左」、「右」の語は、第２部分２２ｂを正面から見た場合の「左」、「右」に対応する。また、凸部２３の幅方向に沿った形状は、矩形状、半円状、三角形状、円弧状等とすることができる。また、凹部２４は、第２部分２２ｂの他方側の端部において、右端面２２１に沿ってｚ軸方向に設けられてもよい。この場合、凹部２４は、右端面２２１に沿って設けられているため、右側が開放されている。また、凹部２４の幅方向に沿った形状は、例えば底面２４ｂ及び左側端面２４ｄとを有する矩形状等とすることができる。そして、凸部２３の長さが凹部２４の深さより大きいあるいは略同一であれば、凸部２３の先端２３ｔが凹部２４の底面２４ｂに点接触又は面接触する。さらに、凸部２３の幅と凹部２４の幅とが略同一であれば、凸部２３の左端２３ｓが凹部２４の左側端面２４ｄに点接触又は面接触する。このため、凸部２３は、二方向で固定されることになり、隣り合うダイノード１０，１０同士が固定されるためには凸部２３及び凹部２４が複数設けられる必要がある。一方、凸部２３の形状及び凹部２４の形状は、図１６に示された形状と比較して単純で小型化可能である。このため、凸部２３及び凹部２４を配置するスペースが少ない場合に用いることができる。
【００６３】
また、図１７の（ｅ），（ｆ）に示されるように、凸部２３は、第２部分２２ｂの右端面２２１に沿ってｚ軸方向に延びる右側端面２３ｄと、右側端面２３ｄから第２部分２２ｂの左端面２２２に向けて傾斜した傾斜面２３ｇと、を有する形状としてもよい。傾斜面２３ｇは、図１７の（ｅ）に示されるように平面であってもよいし、図１７の（ｆ）に示されるように、湾曲面であってもよい。凹部２４は、第２部分２２ｂの幅方向の左端面２２２から右端面２２１に向けて、凸部２３の傾斜面２３ｇに沿って傾斜した傾斜面２４ｇを有する形状としてもよい。この場合、凸部２３の傾斜面２３ｇと凹部２４の傾斜面２４ｇとが互いに面接触する。このため、凸部２３と凹部２４とが傾斜面２３ｇ，２４ｇのみで互いに接触し、隣り合うダイノード１０，１０同士は、この傾斜面２３ｇ，２４ｇのみで位置決めされることになる。したがって、隣り合うダイノード１０，１０同士が固定されるためには凸部２３及び凹部２４を複数設ける必要がある。一方、凸部２３の形状及び凹部２４の形状は、図１６に示された形状と比較して単純で小型化可能である。このため、凸部２３及び凹部２４が配置され得るスペースが少ない場合に用いることができる。
【００６４】
このように、隣り合うダイノード１０に設けられた凸部２３及び凹部２４は、他方側のダイノード１０に設けられた凸部２３と一方側のダイノード１０に設けられた凹部２４とが嵌合可能であれば、同じ形状を有している必要はない。図１８は、変形例に係る電子増倍器７の積層部分の幅方向に直交する断面の一例を示す図である。図１８に示されるように、幅方向に直交する断面において、第１段目のダイノード１０の凸部２３Ａは矩形状、第２段目のダイノード１０の凸部２３Ｂは半円状、第３段目のダイノード１０の凸部２３Ｃは外側から内側に向けて他方側に傾斜した三角形状、第４段目のダイノード１０の凸部２３Ｄは内側から外側に向けて他方側に傾斜した三角形状である。一方、幅方向に直交する断面において、第１段目のダイノード１０の凹部２４Ａ、第２段目のダイノード１０の凹部２４Ｂ、第３段目のダイノード１０の凹部２４Ｃ及び第４段目のダイノード１０の凹部２４Ｄは、いずれも矩形状である。
【００６５】
このように、隣り合うダイノード１０，１０のうち、他方側のダイノード１０の凸部２３と一方側のダイノード１０の凹部２４とが嵌合可能で、かつ、他方側のダイノード１０の凸部２３の長さが、一方側のダイノード１０の凹部２４の深さより略同じか大きければ、各ダイノード１０の凸部２３及び凹部２４は如何なる形状であってもよい。この場合、一方側のダイノード１０の凹部２４に他方側のダイノード１０の凸部２３が嵌め合わされたとき、凸部２３の先端が凹部２４の底面に接触することによって、隣り合うダイノード１０，１０同士が離間される。
【００６６】
また、上記実施形態では、凸部２３はｚ軸方向に沿って一方側に突出し、凹部２４はｚ軸方向に沿って一方側に窪んでいるが、凸部２３はｚ軸方向に沿って他方側に突出し、凹部２４はｚ軸方向に沿って他方側に窪んでいてもよく、１つのダイノード１０において一方側に沿って突出する凸部２３及び窪む凹部２４と、他方側に沿って突出する凸部２３及び窪む凹部２４とが混在していてもよい。隣り合うダイノード１０，１０のうち、一方のダイノード１０の凸部２３と、他方のダイノード１０の凹部２４とが、互いに対向する位置に設けられて、嵌合可能であれば、凸部２３及び凹部２４は、ｚ軸方向に沿ったいずれの方向に設けられてもよい。また、ダイノード１０が２段のみの場合は、一方のダイノード１０に凸部２３のみが設けられ、他方のダイノード１０に凹部２４のみが設けられてもよい。
【００６７】
また、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、金属材料Ｍの表面を絶縁化する膜であって、金属材料Ｍの表面に陽極酸化処理や熱酸化処理といった酸化処理を施すことにより形成することができる。例えば、金属材料Ｍがアルミニウムからなる場合、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、金属材料Ｍをアルマイト処理して形成される絶縁性アルマイト被膜とすることができる。このアルマイト処理としては、シュウ酸アルマイト処理、リン酸アルマイト処理、ホウ酸アルマイト処理、硫酸アルマイト処理、塩酸アルマイト処理、ケプラコート（ＫＥＰＬＡ−ＣＯＡＴ：登録商標）等を用いることができる。また、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、金属材料Ｍの酸化膜の他、金属材料Ｍの表面に形成された絶縁材料からなる膜とすることもできる。例えば、絶縁層２３ａ及び絶縁層２４ａは、二酸化ケイ素、酸化鉄、酸化銅、酸化クロム、アルミナ及び酸化マグネシウム等の酸化物、無機系ポリマー（例えばアルコキシシラン化合物等）、絶縁性樹脂、アノード酸化皮膜（例えばアルマイト皮膜等）又はポリシラザン等からなる層を凸部２３及び凹部２４に蒸着、溶射、めっき又は塗布等することによって形成された絶縁層であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
７…電子増倍器、１０…ダイノード、１１…電子通過孔（電子増倍孔）、２１…枠部、２３…凸部、２３ａ…絶縁層、２３ｄ…側端面（第１の面）、２４…凹部、２４ａ…絶縁層、２４ｄ…側端面（第２の面）、ＥＭ…電子通過孔形成部（電子増倍孔形成部）、Ｍ…金属材料。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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