(57)【要約】【課題】全長の短縮化と同時に検出効率の向上を達成できる電子増倍管を提供する。【解決手段】入射された電子を１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａが効率良く収集して増倍し、増倍した２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂに向けて放出する。そして、２段目以降のメタルチャンネルダイノードが入射された２次電子を順次効率良く増倍することにより、多段に増倍された２次電子が電気信号として効率良く検出される。２段目以降のメタルチャンネルダイノード５Ｂは積層状態を薄くできるため、ダイノード部の積層方向の全長を短くコンパクトに構成することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイノードが積層状態で多段に配置されたダイノード部を備える電子増倍管であって、
前記ダイノード部は、１段目のダイノードがベネシアンブラインドダイノードで構成され、２段目以降のダイノードがメタルチャンネルダイノードで構成されていることを特徴とする電子増倍管。
【請求項２】
前記１段目のベネシアンブラインドダイノードが放出する２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノードに向けて誘導する補助電極を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子増倍管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のダイノードが積層状態で多段に配置されたダイノード部を備える電子増倍管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子増倍管のダイノード部として、複数のベネシアンブラインドダイノードが積層状態で多段に配置されたものが従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。また、複数のメタルチャンネルダイノードが積層状態で多段に配置されたものも従来一般に知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、ベネシアンブラインドダイノードは、基板から略４５度の角度で切り起こされたルーバ状の複数の電極エレメントを有するものであり、各電極エレメントは、相互に隣接して同方向に傾斜している。そして、各電極エレメントの外面には、入射された電子を増倍して放出する２次電子放出面が形成されている。
【０００４】
一方、メタルチャンネルダイノードは、相互に平行に配列されたスリット孔や、マトリックス状に配列された円形孔または角孔からなる複数の貫通孔が基板に開口されたものであり、各貫通孔は、電子が入射される収集側の開口幅に較べて電子が放出される放出側の開口幅が広くなるように傾斜した断面形状の内壁面を有する。そして、各貫通孔の内壁面には、収集側から入射された電子を増倍して放出する２次電子放出面が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８４０８５３号公報
【特許文献２】
特許第３０７８９０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したベネシアンブラインドダイノードは、複数の電極エレメントがルーバ状に切り起こされているため、メタルチャンネルダイノードに較べて厚みが大きくなる。このため、ダイノードの段数を同じとした場合、全段がベネシアンブラインドダイノードで構成されたダイノード部を備える電子増倍管は、全段がメタルチャンネルダイノードで構成されたダイノード部を備える電子増倍管に較べて全長がかなり長くなり、全長の短縮化が要求される電子増倍管としては難点がある。
【０００７】
本発明は、ベネシアンブラインドダイノードが入射される電子を効率良く収集できることを見出して完成されたものであり、全長の短縮化と同時に検出効率の向上を達成できる電子増倍管を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子増倍管は、複数のダイノードが積層状態で多段に配置されたダイノード部を備える電子増倍管であって、ダイノード部は、１段目のダイノードがベネシアンブラインドダイノードで構成され、２段目以降のダイノードがメタルチャンネルダイノードで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電子増倍管では、入射された電子を１段目のベネシアンブラインドダイノードが効率良く収集して増倍し、増倍した２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノードに向けて放出する。そして、２段目以降のメタルチャンネルダイノードが入射された２次電子を順次効率よく増倍することにより、増倍された２次電子が電気信号として効率良く検出される。
【００１０】
本発明の電子増倍管においては、１段目のベネシアンブラインドダイノードが放出する２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノードに向けて誘導する補助電極を設けることができる。この場合、１段目のベネシアンブラインドダイノードが放出する２次電子を補助電極が無駄無く２段目のメタルチャンネルダイノードに誘導するため、電子増倍管の検出効率が更に向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る電子増倍管の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る電子増倍管の内部構造を示す縦断端面図、図２は図１に示したダイノード部の主要構成部材の斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、一実施形態に係る電子増倍管は、例えば円筒状の側管１の一端の開口部に受光面板２が気密に固定され、他端の開口部にステム板３が気密に固定された構造の真空容器内にフォーカス電極４、ダイノード部５、アノード６などが収容されたヘッドオン型のＰＭＴ（光電子増倍管）として構成されている。
【００１３】
側管１は、両端部にフランジが形成されたコバール金属管で構成されており、一端のフランジには受光面板２の周縁部が熱融着され、他端のフランジにはステム板３のフランジが溶接にて接合されている。
【００１４】
受光面板２は、例えば厚さが０．７ｍｍ程度の円形のコバールガラスで構成されており、光入射窓に対面する部分の内面には光電面（図示省略）が形成されている。
【００１５】
なお、受光面板２の材質は、必要とする光の透過特性に応じて合成石英、ＵＶガラス、硼珪酸ガラスなどに適宜変更することができる。
【００１６】
ステム板３は、コバール金属製であり、内部に硼硅酸ガラスからなる絶縁シール材３Ａが充填される皿状に形成されている。このステム板３には、図示しない複数のステムピンが気密に貫通してダイノード部５の各ダイノードに接続されている。このステム板３の中心部には、真空容器内を真空引きするための排気管８が気密に嵌合して固定されており、その外端部は閉塞されている。
【００１７】
ここで、ステム板３には、フォーカス電極４、ダイノード部５の各段のダイノードおよびアノード６を堅固に支持するための支柱９が例えば４本立設されている。各支柱９は、基端部がステム板３を貫通した状態で絶縁シール材３Ａに気密に埋設されている。そして、各支柱９には、それぞれ絶縁パイプ１０が嵌合されている。
【００１８】
フォーカス電極４は、各支柱９に嵌合する装着孔４Ａが形成されたフランジ部４Ｂを有する短い円筒状（または角筒状）に形成されており、その開口部を受光面板２に向けて側管１の内側に配置されている。
【００１９】
ここで、ダイノード部５は、１段目のダイノードがベネシアンブラインドダイノード５Ａで構成され、２段目以降、例えば１４段目までのダイノードがメタルチャンネルダイノード５Ｂで構成されている。
【００２０】
ベネシアンブラインドダイノード５Ａは、図２に示すように、各絶縁パイプ１０（図１参照）に嵌合する装着孔５Ａ１が４隅に形成された基板５Ａ２から略４５度の角度で切り起こされたルーバ状の複数の電極エレメント５Ａ３を有する。各電極エレメント５Ａ３は、相互に平行に隣接して同方向に傾斜しており、全体としてブラインド状の外観を呈する。
【００２１】
各電極エレメント５Ａ３の受光面板２側に向く外面には、受光面板２の光電面から放出されてフォーカス電極４により収束される光電子を受け、これを増倍した２次電子を放出する２次電子放出面が形成されている。
【００２２】
このような構造のベネシアンブラインドダイノード５Ａは、各電極エレメント５Ａ３の２次電子放出面が相互に隣接しており、全体として広い面積を確保しているため、光電子の収集効率が高く、２段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａに対し、より多くの２次電子を放出することができる。
【００２３】
メタルチャンネルダイノード５Ｂは、各絶縁パイプ１０（図１参照）に嵌合する装着孔５Ｂ１が４隅に形成された基板５Ｂ２にスリット状に開口された複数の貫通孔５Ｂ３を有する。各貫通孔５Ｂ３は、ベネシアンブラインドダイノード５Ａの各電極エレメント５Ａ３に沿って相互に平行に延びている。
【００２４】
各貫通孔５Ｂ３は、２次電子の収集側の開口幅に較べて放出側の開口幅が広くなるように傾斜した断面形状の内壁面を有し（図１参照）、その内壁面には、収集側から入射された２次電子を増倍して放出する２次電子放出面が形成されている。
【００２５】
このような構造のメタルチャンネルダイノード５Ｂは、各貫通孔５Ｂ３の開口幅が２次電子の収集側の開口幅に較べて放出側の開口幅が広く設定されているため、２次電子を次段のメタルチャンネルダイノード５Ｂに向けて誘導する制動電界が放出側の開口から貫通孔５Ｂ３の内部に深く入り込む。このため、メタルチャンネルダイノード５Ｂは、次段のメタルチャンネルダイノード５Ｂに効率よく２次電子を導くことができる。
【００２６】
ここで、図１に示すように、ダイノード部５の１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａおよび２〜１４段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂは、相互に絶縁された積層状態でアノード６および最終段のダイノード５Ｃと共に多段に支持される。
【００２７】
そのための構造として、アノード６および最終段のダイノード５Ｃの４隅には、図２に示すように、各絶縁パイプ１０（図１参照）に嵌合する装着孔６Ａおよび装着孔５Ｃ１がそれぞれ形成されている。また、図１に示すように、各絶縁パイプ１０に嵌合される複数のワッシャ状の絶縁スペーサ１１および複数の絶縁リング１２，１３が設けられると共に、各支柱９の先端部に形成されたオネジ部９Ａに螺合される複数のナット１４が設けられている。
【００２８】
そして、各絶縁パイプ１０に対し、絶縁リング１２、最終段のダイノード５Ｃの装着孔５Ｃ１、絶縁スペーサ１１、アノード６の装着孔６Ａ、絶縁スペーサ１１がこれらの順序で嵌合され、続いてメタルチャンネルダイノード５Ｂの装着孔５Ｂ１および絶縁スペーサ１１が交互に各絶縁パイプ１０に嵌合され、さらにベネシアンブラインドダイノード５Ａの装着孔５Ａ１および絶縁リング１３が各絶縁パイプ１０に嵌合されることにより、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａおよび２〜１４段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂが相互に絶縁された積層状態でアノード６および最終段のダイノード５Ｃと共に多段に配置されている。
【００２９】
ここで、各支柱９の先端部にはフォーカス電極４のフランジ部４Ｂに形成された各装着孔４Ａが嵌合されており、各支柱９の先端部のオネジ部９Ａに螺合された各ナット１４がフォーカス電極４のフランジ部４Ｂを介して絶縁リング１３を押圧することにより、フォーカス電極４、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａ、２〜１４段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂ、アノード６および最終段のダイノード５Ｃが各絶縁スペーサ１１と共に各支柱９に一体的に堅固に支持されている。
【００３０】
以上のように構成された一実施形態の電子増倍管では、被測定光が受光面板２に照射されると、その裏面の光電面が光電子を放出し、放出された光電子がフォーカス電極４の作用により１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａに収束される。
【００３１】
ここで、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａは、各電極エレメント５Ａ３の２次電子放出面が相互に隣接しており、全体として広い面積を確保しているため、フォーカス電極４により収束された光電子を効率良く収集して増倍し、増倍した２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂに向けて放出する。
【００３２】
２〜１４段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂは、各貫通孔５Ｂ３の開口幅が２次電子の収集側の開口幅に較べて放出側の開口幅が広く設定されているため、前段のメタルチャンネルダイノード５Ｂから次段のメタルチャンネルダイノード５Ｂが収集する２次電子の収集効率が高い。その結果、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａが効率良く収集して増倍した２次電子を２〜１４段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂが効率良く順次増倍する。
【００３３】
そして、このように効率的に増倍された２次電子は、アノード６により電気信号として効率良く検出される。
【００３４】
ちなみに、１段目のダイノードもメタルチャンネルダイノード５Ｂとした電子増倍管では、被測定光の検出効率が６６％であったが、１段目のダイノードをベネシアンブラインドダイノード５Ａとした一実施形態の電子増倍管では、被測定光の検出効率が７４％に上昇した。
【００３５】
ここで、一実施形態の電子増倍管は、ダイノード部５の２〜１４段目までのダイノードが積層状態を薄くできるメタルチャンネルダイノード５Ｂで構成されているため、ダイノード部５の積層方向の全長を短くコンパクトに構成することができる。
【００３６】
すなわち、一実施形態の電子増倍管によれば、被測定光の検出効率の向上および全長の短縮化を同時に達成することができる。
【００３７】
なお、一実施形態の電子増倍管では、ダイノード部５を構成するベネシアンブラインドダイノード５Ａ、各メタルチャンネルダイノード５Ｂおよび各絶縁スペーサ１１がアノード６および最終段のダイノード５Ｃと共に支柱９に対し一体的に堅固に支持されているため、これらが振動や衝撃により不用意に横ずれを起こすことがなく、ダイノード部５は優れた耐振性能を発揮する。
【００３８】
本発明に係る電子増倍管は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、ダイノード部５の２段目以降のダイノードを構成するメタルチャンネルダイノード５Ｂは、スリット状の貫通孔ではなく、円形または四角形の複数の貫通孔がマトリックス状に配置して形成されたものでもよい。
【００３９】
また、図３に示すように、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａと２段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂとの間には、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａが放出する２次電子を２段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂに向けて誘導するスリット状の補助電極１５を設けることもできる。この場合、１段目のベネシアンブラインドダイノード５Ａが放出する２次電子を補助電極１５が無駄無く２段目のメタルチャンネルダイノード５Ｂに誘導するため、被測定光の検出効率が更に向上する。
【００４０】
さらに、本発明の電子増倍管は、光電面を有しない電子増倍管としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電子増倍管によれば、入射された電子を１段目のベネシアンブラインドダイノードが効率良く収集して増倍し、増倍された２次電子を２段目以降のメタルチャンネルダイノードが効率良く順次増倍するので、検出効率が向上する。
【００４２】
また、本発明の電子増倍管は、ダイノード部の２段目以降のダイノードが積層状態を薄くできるメタルチャンネルダイノードで構成されているため、ダイノード部の積層方向の全長を短くコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子増倍管の内部構造を示す縦断端面図である。
【図２】図２は図１に示したダイノード部の主要構成部材の斜視図である。
【図３】図３は図１に示したダイノード部のベネシアンブラインドダイノードとメタルチャンネルダイノードとの間に介設される補助電極の斜視図である。
【符号の説明】
１…側管、２…受光面板、３…ステム板、４…フォーカス電極、５…ダイノード部、５Ａ…ベネシアンブラインドダイノード、５Ｂ…メタルチャンネルダイノード、６…アノード、７…シールリング、８…排気管、９…支柱、１０…絶縁パイプ、１１…絶縁スペーサ、１２…絶縁リング、１３…絶縁リング、１４…ナット、１５…補助電極。
【図１】
2005011591.tif 000003
【図２】
2005011591.tif 000004
【図３】
2005011591.tif 000005