(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸に沿って延びる管状真空容器と、
該管状真空容器の管軸方向端面に位置し、入射した光を光電変換して電子を放出する光電面と、
内壁に二次電子面を有し、ｎを８以上の所定の整数とするとき、該電子を順次増倍するためのｎ段のダイノードと、
該ｎ段のダイノードで増倍された電子を受け取るためのアノードとからなる光電子増倍管において、
初段のダイノードを該光電面に対向配置し、ｉを２以上（ｎ−１）以下の整数とするとき、第ｉ段目のダイノードの該二次電子面は第（ｉ−１）段面と第（ｉ＋１）段目のダイノードの該二次電子面に対向配置し、
第（ｎ−２）段目及び第（ｎ−１）段目のダイノードに該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一のダイノードを使用すると共に、第３段目及び第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードよりも小さいダイノードを使用して、相互に対向するダイノード間に形成されるダイノード内部空間経路が該管軸を横切るように該ｎ段のダイノードを配列し、該アノードとしてメッシュ状アノードを使用し、該メッシュ状アノードを該管軸に対して該第２段目のダイノードとは反対側に配設したことを特徴とする光電子増倍管。
【請求項２】
該第２段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなることを特徴とする請求項１記載の光電子増倍管。
【請求項３】
前記ｎは９以上であり、第（ｎ−３）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一であることを特徴とする請求項１または２記載の光電子増倍管。
【請求項４】
前記ｎは１０以上であり、第（ｎ−４）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一であることを特徴とする請求項３記載の光電子増倍管。
【請求項５】
該第３段目及び該第５段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面のみから形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の光電子増倍管。
【請求項６】
該第３段目及び該第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードと略相似形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の光電子増倍管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光電子増倍管に関し、特に耐振性に優れ、パルスリニアリティ特性と時間応答性を向上させた光電子増倍管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２−２９１６５５号公報には、サーキュラーゲージ型の電子増倍部を有する光電子増倍管が記載されている。サーキュラーゲージ型の電子増倍部では、相互に対向するダイノード間に形成されたダイノード内部空間経路が管軸に対して直交する軸の周りに円弧状をなし、第２段ダイノードとアノードとが、管軸に対して反対側に位置するようになっている。このため、光電子増倍管が管軸方向に短縮化され、全体の形状が小型化されている。
【０００３】
この光電子増倍管では、ダイノード内部空間経路を円弧状に形成するために、円弧の外側に凹面状のダイノードを配置し、円弧の内側に略平面状で、かつ、外側のダイノードに比較して小さい表面積を有するダイノードを配置している。アノード電極はポール形状をなし、最終段のダイノードに取り囲まれる形で配置されている。アノード電極がポール状をなしているため、耐振性に優れている。
【０００４】
しかしながら、かかる構造では、内側に配置されたダイノードの表面積が外側に配置されたダイノードの表面積と比較して小さいために、内側に配置されたダイノード近傍における電子密度が高くなってしまう。特に、アノードに近づくに従い電子が増倍されていくので、最終段の一つ手前のダイノードの表面積が小さいために、その近傍における電子密度が非常に高くなってしまう。このため、空間電荷効果が発生し易くなるという問題を生じる。しかも、アノード電極が、ポール形状になっているので、電界強度が弱い。これら空間電荷効果と電界強度の弱さのため、特開平２−２９１６５５号公報に記載のあるサーキュラーゲージ型の電子増倍構造では、パルスリニアリティ特性が悪い。即ち、入力する光強度の増大に伴って出力信号がリニアに増大せず、むしろ出力信号レベルが低下するという現象をもたらす。
【０００５】
パルスリニアリティを向上させた光電子増倍管としては、特開平７−２４５０７８号公報に記載されたものがある。同公報には、上記特開平２−２９１６５５号公報記載の光電子増倍管と同様、第２段目のダイノードとアノードとを管軸に対して反対側に配置することで管軸方向の長さを短縮した光電子増倍管が記載されている。この光電子増倍管では、複数段のダイノードからなる電子増倍部を、複数のボックスアンドグリッド型ダイノードからなる前段部と、複数のラインフォーカス型ダイノードからなる後段部とから構成している。前段部にボックス型ダイノードを複数段設けることで相互に対向するダイノード間に形成されたダイノード内部空間経路を湾曲させ、後段部では複数のラインフォーカス型ダイノードの内部空間経路が直線状になるように配置している。アノード電極は平面上に形成されたメッシュ形状とし、最終段ダイノードと最終段ダイノードの一段手前のダイノードとの間に配置している。
【０００６】
かかる構成によれば、電子密度が高くなっていく後段部に互いに大きさの等しいラインフォーカス型ダイノードを使用しているために、高電子密度化を防止でき、空間電荷効果を抑制することができる。
【０００７】
また、特開平７−２４５０７８号公報記載の光電子増倍管では、アノード電極をメッシュ形状としたため、電界強度を大きくすることができる。したがって、特開平２−２９１６５５号公報記載のサーキュラーゲージ型電子増倍構造とは異なり、パルスリニアリティ特性を向上させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−２４５０７８号公報の光電子増倍管では、電子増倍部にボックス型ダイノードを使用している。ボックス型ダイノードは、ボックス型２次電子放出部とグリッドとからなる複雑かつ大型の構成であり、小型化を図りづらく、また、耐振性の点でも問題があった。
【０００９】
また、ボックス型ダイノードを使用しているために、電子の走行時間が長くなり、時間応答性が十分ではなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、耐振性とパルスリニアリティ特性が良好で、しかも時間応答性を向上させた光電子増倍管を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、管軸に沿って延びる管状真空容器と、該管状真空容器の管軸方向端面に位置し、入射した光を光電変換して電子を放出する光電面と、内壁に二次電子面を有し、ｎを８以上の所定の整数とするとき、該電子を順次増倍するためのｎ段のダイノードと、該ｎ段のダイノードで増倍された電子を受け取るためのアノードとからなる光電子増倍管において、初段のダイノードを該光電面に対向配置し、ｉを２以上（ｎ−１）以下の整数とするとき、第ｉ段目のダイノードの該二次電子面は第（ｉ−１）段面と第（ｉ＋１）段目のダイノードの該二次電子面に対向配置し、第（ｎ−２）段目及び第（ｎ−１）段目のダイノードに該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一のダイノードを使用すると共に、第３段目及び第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードよりも小さいダイノードを使用して、相互に対向するダイノード間に形成されるダイノード内部空間経路が該管軸を横切るように該ｎ段のダイノードを配列し、該アノードとしてメッシュ状アノードを使用し、該メッシュ状アノードを該管軸に対して該第２段目のダイノードとは反対側に配設した光電子増倍管を提供している。
【００１２】
かかる光電子増倍管によれば、第３段目及び第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードよりも小さい。このため、アノードを管軸に対して該第２段目のダイノードとは反対側に設けることができ、光電子増倍管を管軸方向に小型化することができる。
【００１３】
しかも、第（ｎ−１）段目及び第（ｎ−２）段目のダイノードは第２段目のダイノードと略同一形状であるために、第（ｎ−１）段目及び第（ｎ−２）段目のダイノードの近傍において電子密度が過度に増加することがない。このため、空間電荷の影響を小さくすることができ、パルスリニアリティを向上させることができる。また、アノードがメッシュ状になっているため、アノードを最終段のダイノードに近づけ、平行電界で電界強度を高め、空間電荷効果の影響を抑えることができる。これにより、パルスリニアリティを一層向上させることができる。しかも、比較的広い範囲で電子を受けて取込むことができる。
【００１４】
また、該第２段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなるのが好ましい。
【００１５】
かかる光電子増倍管によれば、ボックスアンドグリッド型のダイノードを使用した場合と比較してダイノードの構成が単純で小型であるため、耐振性がよい。従って、石油資源探査等、高い耐振性が要求される環境でも使用することができる。また、時間応答性がよくなる。
【００１６】
また、ｎは９以上であり、第（ｎ−３）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一であるのが好ましい。
【００１７】
かかる光電子増倍管によれば、第（ｎ−３）段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【００１８】
また、ｎは１０以上であり、第（ｎ−４）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと形状及び大きさが同一であるのが好ましい。
【００１９】
かかる光電子増倍管によれば、第（ｎ−４）段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【００２０】
また、該第３段目及び該第５段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面のみから形成されるのが好ましい。
【００２１】
かかる光電子増倍管によれば、前段のダイノードからの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードの方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードに対して適正軌道をとる。
【００２２】
また、該第３段目及び該第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードと略相似形状であってもよい。
【００２３】
かかる光電子増倍管によれば、第３段目及び第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードと略相似形状で、該第２段目のダイノードを縮小した形状であるので、第３段目及び第５段目のダイノードの二次電子面が断面円弧状をなす曲面のみから形成される場合と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による光電子増倍管について図１乃至図６に基づき説明する。本実施の形態の光電子増倍管１は、管軸Ｘを有する管状真空容器２を備えている。図１は、光電子増倍管１を管軸Ｘに沿って切断した様子を示す断面図である。管状真空容器２は、例えばコバールガラスのような素材からなる。
【００２５】
この管状真空容器２の管軸Ｘ方向両端部は閉じており、一端部は面状をなし、その内面には光を受けて電子を放出する光電面２Ａが形成されている。光電面２Ａは、例えば管状真空容器２の一端部内面側に予め蒸着させておいたアンチモンにアルカリ金属蒸気を反応させることで形成される。また、管状真空容器２の他端部には、各ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０やアノードＡ等に所望の電位を与えるための複数のリードピン２Ｂが設けられている。なお、図１には、便宜上リードピン２Ｂを２本のみ示す。光電面２Ａは、図示しない接続部品により該当するリードピン２Ｂに接続されており、−１０００Ｖの電圧が印加される。
【００２６】
管状真空容器２の光電面２Ａに面する位置には、管軸Ｘに垂直な面を有するカップ状のフォーカス電極３が配設されている。このフォーカス電極３には、管軸Ｘに垂直な面上であって、管軸Ｘと交差する位置を中心とする中央開口部３ａが形成され、中央開口部３ａにはメッシュ電極３Ａが取付けられている。フォーカス電極３及びメッシュ電極３Ａは、それぞれ該当するリードピン２Ｂに接続され、第１段目のダイノードＤｙ１と同一の電位とされる。
【００２７】
フォーカス電極３の光電面２Ａに面する側とは反対側には、電子を順次増倍するためのダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０が配設されている。ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０は、それぞれ二次電子面を有する。
【００２８】
フォーカス電極３の中央開口部３ａに面する位置に、第１段目のダイノードＤｙ１が設けられている。第１段目のダイノードＤｙ１は、管軸Ｘを横切る位置に配設されている。第１段目乃至第１０段目のダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０は、順次隣接する段のダイノードの二次電子面同士が対向するように配置される。隣接するダイノード同士の間の空間が連なることにより形成されるダイノード内部空間経路が管軸Ｘを横切るようにダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０が配列されており、アノードＡは、管軸Ｘに対して第２段目のダイノードＤｙ２と反対側に設けられる。即ち、図１に示すように、第２段目のダイノードＤｙ２は、管軸Ｘより左側に位置し、アノードＡは、管軸Ｘより右側に位置する。最終段である第１０段目のダイノードＤｙ１０とその一つ上段の第９段目のダイノードＤｙ９との間には、メッシュ状のアノードＡが配置されている。
【００２９】
ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０、アノードＡは図示せぬ配線によりそれぞれ対応するリードピン２Ｂに接続され、それぞれ所定の電位が印加される。本実施の形態では、各段のダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０への印加電圧は以下の通りである。第１段目のダイノードＤｙ１は−８００Ｖ、第２段目のダイノードＤｙ２は−７２０Ｖ、第３段目のダイノードＤｙ３は−６４０Ｖ、第４段目のダイノードＤｙ４は−５６０Ｖ、第５段目のダイノードＤｙ５は−４８０Ｖ、第６段目のダイノードＤｙ６は−４００Ｖ、第７段目のダイノードＤｙ７は−３２０Ｖ、第８段目のダイノードＤｙ８は−２４０Ｖ、第９段目のダイノードＤｙ９は−１６０Ｖ、第１０段目のダイノードＤｙ１０は−８０Ｖ、アノードＡは０Ｖにされる。
【００３０】
第２段目のダイノードＤｙ２、第４段目のダイノードＤｙ４、第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ６〜Ｄｙ９は同一の形状をしている。図２に第２段目のダイノードＤｙ２の詳細な形状を示す。第２段目のダイノードＤｙ２は、断面円弧状をなす曲面部Ｄｙ２Ａと該曲面部に面一に連なる平面部Ｄｙ２Ｂとを有し、曲面部Ｄｙ２Ａと平面部Ｄｙ２Ｂとにより二次電子面が構成される。また、曲面部Ｄｙ２Ａの長手方向両端部には、曲面部Ｄｙ２Ａから立設する側面部Ｄｙ２Ｃがプレス形成されている。両側面部Ｄｙ２Ｃから外方に延びる第１の耳部Ｄｙ２Ｄが形成されている。また、平面部Ｄｙ２Ｂの長手方向両端部には、同じく外方に延びる第２の耳部Ｄｙ２Ｅが形成されている。第１の耳部Ｄｙ２Ｄと第２の耳部Ｄｙ２Ｅは、互いに平行面をなすことなく、一定の角度をもって位置する。また、第１の耳部Ｄｙ２Ｄ及び第２の耳部Ｄｙ２Ｅの中央部には、それぞれの厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【００３１】
第３段目のダイノードＤｙ３及び第５段目のダイノードＤｙ５は同一の形状をしている。図３に第３段目のダイノードＤｙ３の詳細な形状を示す。第３段目のダイノードＤｙ３は、断面円弧状をなす曲面部Ｄｙ３Ａを有する。曲面部Ｄｙ３Ａは二次電子面をなし、他段のダイノードの二次電子面（Ｄｙ２Ａ＋Ｄｙ２Ｂ）よりも面積が小さい。これにより、第３段目のダイノードＤｙ３（及び第５段目のダイノードＤｙ５）は、他段のダイノードよりも小型に形成される。また、曲面部Ｄｙ３Ａの長手方向両端部には、曲面部Ｄｙ３Ａから立設する側面部Ｄｙ３Ｂ、Ｄｙ３Ｂがプレス形成されている。側面部Ｄｙ３Ｂの曲面部Ｄｙ３Ａに続く側とは反対側面に、側面部Ｄｙ３Ｂから垂直に外方に延びる面状の第１の耳部Ｄｙ３Ｃが形成されている。第１の耳部Ｄｙ３Ｃの中央部には、厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【００３２】
図６からわかるように、第１段目のダイノードＤｙ１の二次電子面Ｄｙ１Ａの長手方向両端部には、二次電子面Ｄｙ１Ａから立設した側面部Ｄｙ１Ｂが形成されており、側面部Ｄｙ１Ｂには外方に延びる第１の耳部Ｄｙ１Ｃが形成されている。第１の耳部Ｄｙ１Ｃの中央部には、厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【００３３】
図５からわかるように、第１０段目のダイノードＤｙ１０は平面状の二次電子面Ｄｙ１０Ａと、その両端から立設した２つの面Ｄｙ１０Ｂ、Ｄｙ１０Ｃを有し、断面がコの字形状となっている。二次電子面Ｄｙ１０Ａ、面Ｄｙ１０Ｂ、Ｄｙ１０Ｃの長手方向両端部には、それぞれ二次電子面Ｄｙ１０Ａ、面Ｄｙ１０Ｂ、Ｄｙ１０Ｃの長手方向に面一に延びる３つの耳部Ｄｙ１０Ｄ、Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆが形成されている。耳部Ｄｙ１０ＥとＤｙ１０Ｆは互いに平行で、耳部Ｄｙ１０Ｄは耳部Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆに対して垂直に形成されている。耳部Ｄｙ１０Ｄ、Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆの中央部には、それぞれの厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【００３４】
アノードＡは、図４に示されるように、平面上に形成されたメッシュ状をなす二次電子受け部Ａ１を有し、二次電子受け部Ａ１の長手方向両端部に、二次電子受け部Ａ１と面一をなして延びる耳部Ａ２、Ａ３が形成されている。
【００３５】
図６に示されるように、ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡは、その長手方向両端部において基板４、５に支持される。基板５にはスリット状の固定貫通孔Ｄｙ１ｃ、Ｄｙ２ｄ、Ｄｙ２ｅ、Ｄｙ３ｃ、Ｄｙ４ｄ、Ｄｙ４ｅ、Ｄｙ５ｃ、Ｄｙ１０ｄ、Ｄｙ１０ｅ、Ｄｙ１０ｆ、ａ２、ａ３が穿設されている。図示はしないが、基板４にも同様のスリット状の固定貫通孔が形成されている。
【００３６】
図５はダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡが基板４に保持され、基板５には未だ保持されていない様子を正面視したものである。図６は、各ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡを基板５に保持させるときの様子を示す。なお、各ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡの耳部Ｄｙ１Ｃ、Ｄｙ２Ｄ、Ｄｙ２Ｅ、Ｄｙ３Ｃ、Ｄｙ４Ｄ、Ｄｙ４Ｅ、Ｄｙ５Ｃ、Ｄｙ１０Ｄ、Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆを基板４に保持させる場合も、以下の説明と同様である。
【００３７】
第１段目のダイノードＤｙ１は、第１の耳部Ｄｙ１Ｃが固定貫通孔Ｄｙ１ｃに挿入されることにより基板５に保持される。第２段目のダイノードＤｙ２は、第１の耳部Ｄｙ２Ｄが固定貫通孔Ｄｙ２ｄに挿入され、第２の耳部Ｄｙ２Ｅが固定貫通孔Ｄｙ２ｅに挿入されることにより基板５に保持される。第３段目のダイノードＤｙ３は、第１の耳部Ｄｙ３Ｃが固定貫通孔Ｄｙ３ｃに挿入されることにより基板５に保持される。第４段目のダイノードＤｙ４は、第１の耳部Ｄｙ４Ｄが固定貫通孔Ｄｙ４ｄに挿入され、第２の耳部Ｄｙ４Ｅが固定貫通孔Ｄｙ４ｅに挿入されることにより基板５に保持される。第５段目のダイノードＤｙ５は、第１の耳部Ｄｙ５Ｃが固定貫通孔Ｄｙ５ｃに挿入されることにより基板５に保持される。第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ６〜Ｄｙ９は、第２段目及び第４段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４と同様に、第１の耳部及び第２の耳部がそれぞれ対応する固定貫通孔に挿入されることにより基板５に保持される。ダイノードＤｙ１０は、耳部Ｄｙ１０Ｄが固定貫通孔Ｄｙ１０ｄに挿入され、耳部Ｄｙ１０Ｅが固定貫通孔Ｄｙ１０ｅに挿入され、耳部Ｄｙ１０Ｆが固定貫通孔Ｄｙ１０ｆに挿入されることにより基板５に保持される。アノードＡは、耳部Ａ２が固定貫通孔ａ２に挿入され、耳部Ａ３が固定貫通孔ａ３に挿入されることにより基板５に保持される。
【００３８】
このとき、各耳部には上述のように打ち出し加工部が形成されているために、耳部が対応する固定貫通孔に圧入される形となり、ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０は、基板５に良好に固定される。第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０の耳部についても同様である。
【００３９】
このとき、第１の耳部Ｄｙ１Ｃ、Ｄｙ２Ｄ、  Ｄｙ３Ｃ、Ｄｙ４Ｄ、  Ｄｙ５Ｃ及び耳部Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆ、Ａ２、Ａ３は、基板５の厚さよりも長く形成されており、基板５から突出し、リードピン２Ｂに接続されるための端子となる。第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ６〜Ｄｙ９の第１の耳部についても同様である。これらの耳部Ｄｙ１Ｃ、Ｄｙ２Ｄ、  Ｄｙ３Ｃ、Ｄｙ４Ｄ、  Ｄｙ５Ｃ、Ｄｙ１０Ｅ、Ｄｙ１０Ｆ、Ａ２、Ａ３の基板５から突出した部分をひねることにより、ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ５、Ｄｙ１０、アノードＡをより強固に基板５に固定してもよい。第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ６〜Ｄｙ９についても同様である。
【００４０】
一方、第２の耳部Ｄｙ２Ｅ、  Ｄｙ４Ｅ及び耳部Ｄｙ１０Ｄは、それぞれ基板５の厚さよりも短く形成されており、基板５の外側に突出することはなく、配線の邪魔にならない。第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ６〜Ｄｙ９の第２の耳部についても同様である。また、基板５から突出する耳部を減らすことができるので、ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０の耳部同士の近接配置を回避することができ、耐圧の問題が生じない。
【００４１】
通常、第ｉ段目のダイノードＤｙｉの二次電子面から放出された二次電子が第（ｉ＋１）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋１）の二次電子面の効率の良い部分に入射するようにするため、第ｉ段目のダイノードＤｙｉの二次電子面と第（ｉ＋１）段目のダイノードｙＤ（ｉ＋１）の二次電子面の間に、第（ｉ＋２）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋２）が入り込むように配置する。本実施の形態の光電子増倍管１においては、ダイノード内部空間経路が管軸を横切るようにダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０が湾曲した列をなして配置されているため、湾曲の外側に配置されたダイノード同士の距離は大きくなる。これにより、第ｉ段目のダイノードＤｙｉの二次電子面と第（ｉ＋１）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋１）の二次電子面の間に、湾曲の外側に配置された第（ｉ＋２）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋２）が入り込みにくくなる。しかし、本実施の形態においては湾曲の外側に配置された第２段目、第４段目、第６段目、第８段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４、Ｄｙ６、Ｄｙ８の二次電子面を断面円弧状をなす曲面部Ｄｙ２Ａ、Ｄｙ４Ａ、Ｄｙ６Ａ、Ｄｙ８Ａと曲面部Ｄｙ２Ａ、Ｄｙ４Ａ、Ｄｙ６Ａ、Ｄｙ８Ａに面一に連なる平面部Ｄｙ２Ｂ、Ｄｙ４Ｂ、Ｄｙ６Ｂ、Ｄｙ８Ｂとにより形成したので、図１に示すように、第ｉ段目のダイノードＤｙｉの二次電子面と第（ｉ＋１）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋１）の二次電子面の間に、第（ｉ＋２）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋２）が入り込むように配置されている。こうして、第ｉ段目のダイノードＤｙｉと第（ｉ＋１）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋１）の間に第（ｉ＋２）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋２）の電位が染み込む。これにより、第ｉ段目のダイノードＤｙｉの二次電子面から放出された二次電子が第（ｉ＋２）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋２）に引き寄せられ、第（ｉ＋１）段目のダイノードＤｙ（ｉ＋１）の二次電子面の効率の良い部分に入射するようにすることができる。
【００４２】
ここで、第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の二次電子面を断面円弧状の部分のみによって形成したのは、前段のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４からの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４の方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードＤｙ４、Ｄｙ６に対して適正軌道をとるようにするためである。第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の二次電子面が平面状であると、前段のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４と前々段のダイノードＤｙ１、Ｄｙ３の間への第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の電位の染み込みが大きくなりすぎ、第１段目及び第３段目のダイノードＤｙ１、Ｄｙ３からの電子が、第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の背面に引っ張られてしまって、第２段目及び第４段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４の二次電子面に入射しにくくなる。また、第２段目及び第４段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４の二次電子面から放出された電子が、第５段目及び第７段目のダイノードＤｙ５、Ｄｙ７の電位に引っ張られてしまうことにより、次段の第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の好ましい位置に入らないか、あるいは次段ダイノードを抜けて第５段目及び第７段目のダイノードＤｙ５、Ｄｙ７の背面に入射してしまうことになる。
【００４３】
また、第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５の二次電子面を第２段目、第４段目、第６段目乃至第９段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４、Ｄｙ６〜Ｄｙ９の二次電子面よりも面積が小さくなるよう形成したのは、湾曲した配列の内側に配置される第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５を小さくすることにより、ダイノード内部空間経路が管軸を横切るようにダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０を湾曲した列に配置することを可能とするためである。一方で、湾曲した配列の内側に配置される第７段目及び第９段目のダイノードＤｙ７、Ｄｙ９の二次電子面を湾曲した配列の外側に配置される第２段目、第４段目、第６段目、第８段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４、Ｄｙ６、Ｄｙ８の二次電子面と同じ面積を有するよう形成したのは、比較的下段の方に位置するダイノードＤｙ７、Ｄｙ９の二次電子面の近傍においては、電子の空間密度が高くなるため、これを少しでも緩和するためである。
【００４４】
図１に示されるように、ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０に取り囲まれる位置に、光電面２Ａに平行な遮光板６が設けられる。遮光板６は、最終段近傍のダイノードＤｙ７〜Ｄｙ１０と第１段目のダイノードＤｙ１の間に位置して、最終段近傍のダイノードＤｙ７〜Ｄｙ１０に電子が衝突する際に生じる光やイオンが光電面２Ａに向かうのを防止している。遮光板６は、対応するリードピン２Ｂに接続されることにより、所定の電位とされる。
【００４５】
本発明の実施の形態による光電子増倍管１の動作について図１を参照して説明する。光電面２Ａに光が入射すると、光電子が放出され、フォーカス電極３で収束されて第１段目のダイノードＤｙ１に送られる。すると、第１段目のダイノードＤｙ１から二次電子が放出され、これが第２段目乃至第１０段目のダイノードＤｙ２〜Ｄｙ１０へと順次送られて次々と二次電子が放出されてカスケード増倍される。最後に、アノードＡに収集されて、アノードＡから出力信号として取り出される。
【００４６】
本発明による光電子増倍管は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施の形態においては第３段目のダイノード及び第５段目のダイノードの二次電子面を断面円弧状にしているが、第２段目、第４段目、第６段目乃至第９段目のダイノードと同様、断面円弧状の曲面部とそれに面一に連なる平面部の複合形状にし、第２段目、第４段目、第６段目乃至第９段目のダイノードと相似形で、これらを縮小した形状としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の光電子増倍管によれば、第３段目及び第５段目のダイノードの二次電子面は該第２段目のダイノードの二次電子面よりも面積が小さい。このため、アノードを管軸に対して該第２段目のダイノードとは反対側に設けることができ、光電子増倍管を管軸方向に小型化することができる。
【００４８】
しかも、第（ｎ−１）段目及び第（ｎ−２）段目のダイノードは第２段目のダイノードと略同一形状であるために、第（ｎ−１）段目及び第（ｎ−２）段目のダイノードの近傍において電子密度が過度に増加することがない。このため、空間電荷の影響を小さくすることができ、パルスリニアリティを向上させることができる。また、アノードがメッシュ状になっているため、アノードを最終段のダイノードに近づけ、平行電界で電界強度を高め、空間電荷効果の影響を抑えることができる。これにより、パルスリニアリティを一層向上させることができる。しかも、比較的広い範囲で電子を受けて取込むことができる。
【００４９】
請求項２記載の光電子増倍管によれば、第２段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなるので、ボックスアンドグリッド型のダイノードを使用した場合と比較してダイノードの構成が単純で小型であるため、耐振性がよい。従って、石油資源探査等、高い耐振性が要求される環境でも使用することができる。また、時間応答性がよくなる。
【００５０】
請求項３記載の光電子増倍管によれば、第（ｎ−３）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと略同一形状であるので、第（ｎ−３）段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【００５１】
請求項４記載の光電子増倍管によれば、第（ｎ−４）段目のダイノードが該第２段目のダイノードと略同一形状であるので、第（ｎ−４）段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【００５２】
請求項５記載の光電子増倍管によれば、第３段目及び第５段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなすので、前段のダイノードからの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードの方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードに対して適正軌道をとる。
【００５３】
請求項６記載の光電子増倍管によれば、第３段目及び第５段目のダイノードは該第２段目のダイノードと略相似形状で、該第２段目のダイノードを縮小した形状であるので、請求項５記載の光電子増倍管と略同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による光電子増倍管１を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態による光電子増倍管１の第２段目、第４段目、第６乃至第９段目のダイノードＤｙ２、Ｄｙ４、Ｄｙ６〜Ｄｙ９を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態による光電子増倍管１の第３段目及び第５段目のダイノードＤｙ３、Ｄｙ５を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態による光電子増倍管１のアノードＡを示す正面図。
【図５】ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡを基板４に保持させた様子を示す正面図。
【図６】ダイノードＤｙ１〜Ｄｙ１０及びアノードＡを基板５に挿入する様子を示す斜視図。
【符号の説明】
１  光電子増倍管
Ｘ  管軸
２  管状真空容器
２Ａ  光電面
Ｄｙ１〜Ｄｙ１０  ダイノード
Ａ  アノード
【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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