(57)【要約】【課題】紫外光を検出する光電子増倍管において、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる光電子増倍管を提供する。【解決手段】光電子増倍管１は、被検出光を取り込むための受光面板１１を有する真空容器１０と、真空容器１０内に設けられ、被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面２０と、二次電子放出面を有し真空容器１０内に配設された複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈを含み、光電面２０から放出された光電子を二次電子増倍する電子増倍部２４とを備える。光電面２０は、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）を含む。電子増倍部２４の複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈのうち、光電面２０から光電子を受ける第１段目のダイノード２５ａを含んで連続するダイノード２５ａ〜２５ｄは、ベリリウム銅合金基板と、該ベリリウム銅合金基板に形成された酸化ベリリウムを含む二次電子放出面とを有する。【選択図】図１
2007157442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、前記被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、
二次電子放出面を有し前記真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、前記光電面から放出された前記光電子を二次電子増倍する電子増倍部と
を備え、
前記光電面がＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）を含むとともに、
前記電子増倍部の前記複数段のダイノードのうち、前記光電面から前記光電子を受ける第１段目の前記ダイノードを含んで連続する少なくとも２段の前記ダイノードにおける前記二次電子放出面は、長波長側の感度波長限界がＡｌＸＧａ１−ＸＮの長波長側の感度波長限界を超えない材料を含むことを特徴とする、光電子増倍管。
【請求項２】
前記二次電子放出面が、酸化ベリリウム、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光電子増倍管。
【請求項３】
前記窓部材がサファイア及びＡｌＮのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の光電子増倍管。
【請求項４】
入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、前記被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、
二次電子放出面を有し前記真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、前記光電面から放出された前記光電子を二次電子増倍する電子増倍部と
を備え、
前記光電面の長波長側の感度波長限界が紫外域に含まれるとともに、
前記電子増倍部の前記複数段のダイノードのうち、前記光電面から前記光電子を受ける第１段目の前記ダイノードを含んで連続する少なくとも２段の前記ダイノードにおける前記二次電子放出面が、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、光電子増倍管。
【請求項５】
前記光電面がＣｓ-Ｉを含み、前記窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類の材料を含み、前記少なくとも２段のダイノードにおける前記二次電子放出面が、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、請求項４に記載の光電子増倍管。
【請求項６】
前記複数段のダイノードのうち、前記少なくとも２段のダイノードに対して後段側に配置された別の前記ダイノードにおける前記二次電子放出面が、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電子増倍管。
【請求項７】
入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、前記被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、
二次電子放出面を有し前記真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、前記光電面から放出された前記光電子を二次電子増倍する電子増倍部と
を備え、
前記光電面の長波長側の感度波長限界が紫外域に含まれるとともに、
前記電子増倍部の前記複数段のダイノードのうち、前記光電面から前記光電子を受ける第１段目の前記ダイノードを含んで連続する少なくとも２段の前記ダイノードにおける前記二次電子放出面が酸化ベリリウムを含み、前記少なくとも２段のダイノードに対して後段側に配置された別の前記ダイノードにおける前記二次電子放出面が、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含むことを特徴とする、光電子増倍管。
【請求項８】
前記光電面がＣｓ-Ｉを含み、前記窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、請求項７に記載の光電子増倍管。
【請求項９】
前記光電面がＣｓ-Ｔｅを含み、前記窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、サファイア、及びダイヤモンドのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする、請求項４または７に記載の光電子増倍管。
【請求項１０】
前記電子増倍部の前記複数段のダイノードが、板状に形成されて互いに積層されるとともに、内壁に前記二次電子放出面が形成され所定方向に並んで形成された複数の電子増倍孔を有しており、前記第１段目のダイノードが前記光電面に対向して配置されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光電子増倍管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電子増倍管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光電子増倍管の一例として、特許文献１に開示されたものがある。この光電子増倍管は、真空外囲器（真空容器）と、真空外囲器の一端に設けられた透明なフェースプレート（窓部材）と、フェースプレートの内面に形成された光電子放射陰極（光電面）と、複数のダイノードとを備えている。各ダイノードはいわゆる箱型（ボックス型）の形状を有しており、光電子放射陰極からの光電子を各ダイノード間で受け渡されるように配置されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２６２３４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電子増倍管の出力特性において、長波長側の感度波長限界（長波長側カットオフ波長）は光電面の感度波長範囲によって定まり、短波長側の感度波長限界（短波長側カットオフ波長）は窓部材のカットオフ波長によって定まる。しかしながら、窓部材から取り込まれた入射光の一部が、僅かながら光電面を透過して真空容器内の他の部位（例えばダイノード）に到達すると、その部位の構成材料が入射光を受けて光電子を放出することがある。このとき、該部位の構成材料の長波長側カットオフ波長が光電面よりも長いと、光電面の分光感度特性とは異なる意図しない長波長の感度特性が光電子増倍管の出力に生じてしまう。これにより、光電子増倍管の出力にノイズ成分が付加されてしまい、Ｓ／Ｎ比を低下させる一因となる。
【０００５】
ここで、図６は、ダイノードの二次電子放出面の材料として一般的に用いられるアルカリアンチモン（Ｃｓ−Ｋ−Ｓｂ）の分光感度特性を示すグラフである。図６に示すように、アルカリアンチモンの分光感度特性は、可視域である波長７５０ｎｍまで延びている。従って、長波長側カットオフ波長が紫外域（波長３５０ｎｍ以下）に含まれるような、可視域に対する感度が極めて小さいソーラブラインド特性を有する光電面を用いた場合であっても、上述したように入射光の一部がダイノードへ到達してしまうと、可視域の波長成分に応じた光電子がダイノードから放出されてしまう。これにより、光電子増倍管の感度波長範囲が可視域まで延びてしまい、ソーラブラインド特性が劣化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、紫外光を検出する光電子増倍管において、ソーラブラインド特性を高精度に実現でき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】
上記課題を解決するために、本発明による光電子増倍管が有する構成について説明する。なお、以下の説明において、長波長側の感度波長限界とは、分光感度が最大分光感度の１パーセントまで下がる波長をいうものとする。
【０００８】
本発明による第１の光電子増倍管は、入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、真空容器内に設けられ、被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、二次電子放出面を有し真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、光電面から放出された光電子を二次電子増倍する電子増倍部とを備え、光電面がＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）を含むとともに、電子増倍部の複数段のダイノードのうち、光電面から光電子を受ける第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードにおける二次電子放出面は、長波長側の感度波長限界がＡｌＸＧａ１−ＸＮの長波長側の感度波長限界を超えない材料を含むことを特徴とする。
【０００９】
光電面を透過した一部の入射光は、光電面から電子を受ける第１段目のダイノードへ主に到達するが、第１段目のダイノードを経て第２段目のダイノードへ到達する場合がある。ここで、光電面に用いられるＡｌＸＧａ１−ＸＮは、紫外域に含まれる波長１５５ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対して感度を有する。また、上記した第１の光電子増倍管においては、第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードの二次電子放出面に含まれる材料の長波長側の感度波長限界が、光電面材料（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ）の長波長側の感度波長限界（３５０ｎｍ）を超えない。すなわち、入射光が到達する範囲のダイノードにおける長波長側の感度波長限界が、光電面材料の長波長側の感度波長限界を超えない。従って、上記した第１の光電子増倍管によれば、光電子増倍管における長波長側の感度特性が光電面（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ）の分光感度特性とほぼ一致するので、ＡｌＸＧａ１−ＸＮが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００１０】
また、第１の光電子増倍管は、二次電子放出面が、酸化ベリリウム、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴としてもよい。上記した各材料は、二次電子放出面として好適に機能するとともに、その分光感度特性における長波長側の感度波長限界がＡｌＸＧａ１−ＸＮの長波長側の感度波長限界を超えない（例えば、酸化ベリリウム：１６０ｎｍ、ＭｇＯ：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｉ：２００ｎｍ、ダイヤモンド：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｔｅ：３２０ｎｍ）。従って、この第１の光電子増倍管によれば、長波長側の感度波長限界が光電面材料の長波長側の感度波長限界を超えない材料を含む二次電子放出面を好適に実現できる。
【００１１】
また、第１の光電子増倍管は、窓部材がサファイア及びＡｌＮのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴としてもよい。光電面に用いられるＡｌＸＧａ１−ＸＮは、波長１５５ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対して感度を有する。また、窓部材に用いられるサファイア及びＡｌＮは、そのカットオフ波長が３５０ｎｍよりも短いので、光電面が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、この光電子増倍管によれば、波長３５０ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。
【００１２】
また、本発明による第２の光電子増倍管は、入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、真空容器内に設けられ、被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、二次電子放出面を有し真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、光電面から放出された光電子を二次電子増倍する電子増倍部とを備え、光電面の長波長側の感度波長限界が紫外域に含まれるとともに、電子増倍部の複数段のダイノードのうち、光電面から光電子を受ける第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードにおける二次電子放出面が、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記した各材料は、二次電子放出面として好適に機能するとともに、その分光感度特性における長波長側の感度波長限界が紫外域を超えない（例えば、ＭｇＯ：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｉ：２００ｎｍ、ダイヤモンド：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｔｅ：３２０ｎｍ）。また、光電面を透過した一部の入射光は、上述したように第１段目のダイノードを経て第２段目のダイノードへ到達する場合がある。上記した第２の光電子増倍管においては、第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードの二次電子放出面が、上記各材料のうち少なくとも一種類の材料を含んでいる。従って、上記した第２の光電子増倍管によれば、入射光が到達する範囲のダイノードにおける長波長側の感度波長限界が紫外域を超えないので、光電面が有するソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００１４】
また、上記第２の光電子増倍管は、光電面がＣｓＩを含み、窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類の材料を含み、少なくとも２段のダイノードにおける二次電子放出面が、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴としてもよい。光電面に用いられるＣｓ-Ｉは、紫外域に含まれる波長１１５ｎｍ〜２００ｎｍの光に対して感度を有する。また、窓部材に用いられるＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアは、カットオフ波長が２００ｎｍよりも短いので、光電面が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、この光電子増倍管によれば、波長２００ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。また、上記少なくとも２段のダイノードに用いられる各材料の長波長側の感度波長限界は、光電面材料であるＣｓ-Ｉの長波長側の感度波長限界（２００ｎｍ）よりも長い波長に対する感度が、無視できる程度に極めて小さい。例えば、ＭｇＯの長波長側の感度波長限界はＣｓ-Ｉよりも長い（２５０ｎｍ）が、その感度（量子効率）が極めて小さい。また、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉの長波長側の感度波長限界は、それぞれＣｓ-Ｉの長波長側の感度波長限界を超えない。従って、この光電子増倍管によれば、光電子増倍管における長波長側の感度特性が光電面（Ｃｓ-Ｉ）の分光感度特性とほぼ一致するので、Ｃｓ-Ｉが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【００１５】
また、第１または第２の光電子増倍管は、複数段のダイノードのうち、少なくとも２段のダイノードに対して後段側に配置された別のダイノードにおける二次電子放出面が、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含むことを特徴としてもよい。アルカリ金属及びＳｂから成る化合物（例えばＣｓ-Ｋ-Ｓｂ）は、上述したＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ等よりも二次電子放出効率が高い。従って、複数段のダイノードのうち、入射光が到達する可能性が高い前段側のダイノード（第１段ダイノードを含む）には、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ等のように長波長側の感度波長限界が紫外域を超えない二次電子放出面を採用し、入射光が到達する可能性が低い後段側のダイノードには、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含む二次電子放出面を採用するとよい。これにより、ソーラブラインド特性を高精度に実現できるとともに、電子増倍部において十分な二次電子増倍率を確保できる。
【００１６】
また、本発明による第３の光電子増倍管は、入射した被検出光を取り込むための窓部材を有する真空容器と、真空容器内に設けられ、被検出光を光電変換して光電子を放出する光電面と、二次電子放出面を有し真空容器内に配設された複数段のダイノードを含み、光電面から放出された光電子を二次電子増倍する電子増倍部とを備え、光電面の長波長側の感度波長限界が紫外域に含まれるとともに、電子増倍部の複数段のダイノードのうち、光電面から光電子を受ける第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードにおける二次電子放出面が酸化ベリリウムを含み、少なくとも２段のダイノードに対して後段側に配置された別のダイノードにおける二次電子放出面が、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含むことを特徴とする。
【００１７】
酸化ベリリウムは、二次電子放出面として好適に機能するとともに、その分光感度特性における長波長側の感度波長限界（１６０ｎｍ）が紫外域を超えない。また、光電面を透過した一部の入射光は、上述したように第１段目のダイノードを経て第２段目のダイノードへ到達する場合がある。上記した第３の光電子増倍管においては、第１段目のダイノードを含んで連続する少なくとも２段のダイノードの二次電子放出面が酸化ベリリウムを含んでいる。従って、入射光が到達する範囲のダイノードにおける長波長側の感度波長限界が紫外域を超えないので、光電面が有するソーラブラインド特性を高精度に実現できる。更に、上記した第３の光電子増倍管においては、上記少なくとも２段のダイノードに対して後段側に配置された別のダイノードにおける二次電子放出面が、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含む。アルカリ金属及びＳｂから成る化合物（例えばＣｓ-Ｋ-Ｓｂ）は、酸化ベリリウムよりも二次電子放出効率が高い。従って、上記した第３の光電子増倍管によれば、ソーラブラインド特性を高精度に実現できるとともに、電子増倍部において十分な二次電子増倍率を確保できる。
【００１８】
また、上記第３の光電子増倍管は、光電面がＣｓＩを含み、窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴としてもよい。光電面がＣｓ-Ｉを含み、窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類の材料を含むことにより、上述したように波長２００ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。また、上記少なくとも２段のダイノードに用いられる酸化ベリリウムの長波長側の感度波長限界（１６０ｎｍ）は、光電面材料であるＣｓ-Ｉの長波長側の感度波長限界（２００ｎｍ）を超えない。従って、この光電子増倍管によれば、光電子増倍管における長波長側の感度特性が光電面（Ｃｓ-Ｉ）の分光感度特性とほぼ一致するので、Ｃｓ-Ｉが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【００１９】
また、上記第２または第３の光電子増倍管は、光電面がＣｓＴｅを含み、窓部材がＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、サファイア、及びダイヤモンドのうち少なくとも一種類の材料を含むことを特徴としてもよい。光電面に用いられるＣｓ-Ｔｅは、紫外域に含まれる波長１１５ｎｍ〜３２０ｎｍの光に対して感度を有する。また、窓部材に用いられるＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、サファイア、及びダイヤモンドは、カットオフ波長が３２０ｎｍよりも短いので、光電面が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、この光電子増倍管によれば、波長３２０ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。また、上記少なくとも２段のダイノードに用いられる各材料の長波長側の感度波長限界（例えば、酸化ベリリウム：１６０ｎｍ、Ｍｇ-Ｏ：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｉ：２００ｎｍ、ダイヤモンド：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｔｅ：３２０ｎｍ）は、光電面材料であるＣｓＴｅの長波長側の感度波長限界（３２０ｎｍ）を超えない。従って、この光電子増倍管によれば、光電子増倍管における長波長側の感度特性が光電面（Ｃｓ-Ｔｅ）の分光感度特性とほぼ一致するので、Ｃｓ-Ｔｅが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【００２０】
また、第１ないし第３の光電子増倍管は、電子増倍部の複数段のダイノードが、板状に形成されて互いに積層されるとともに、内壁に二次電子放出面が形成され所定方向に並んで形成された複数の電子増倍孔を有しており、第１段目のダイノードが光電面に対向して配置されていることを特徴としてもよい。このような、いわゆるメタルチャンネル型の光電子増倍管においては、入射する被検出光の入射方向に板状のダイノードが積層されている為、光電面を透過した入射光が第１段目のダイノードを透過して第２段目以降のダイノードへ到達し易い。従って、このようなダイノード構造をもつ光電子増倍管においては、上記した第１ないし第３の光電子増倍管のような構造を採用することによってソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、紫外光を検出する光電子増倍管において、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光電子増倍管の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明に係る光電子増倍管の一実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態の光電子増倍管は、紫外域の被検出光に対して感度を有するとともに、可視光に対する感度が極端に小さいソーラブラインド特性を有する光電子増倍管である。なお、図１には説明の便宜の為にＸＹＺ直交座標系が示されている。
【００２４】
この光電子増倍管１は、真空容器１０の内部に複数段ダイノードからなる電子増倍部２４を配設して構成されている。真空容器１０は、入射光を受ける円形の受光面板１１と、受光面板１１の外周部に配設される円筒形の金属側管１２と、基台部を構成する円板状のステム１３とによって構成されている。
【００２５】
受光面板１１は、光電子増倍管１に入射した被検出光を取り入れるための窓部材である。受光面板１１は、真空容器１０の外側に位置して入射光を受ける光入射面１１ａと、真空容器１０の内側に位置する内面１１ｂとを有する。図１においては、受光面板１１の光入射面１１ａ及び内面１１ｂは共にＸＹ平面と平行に設けられている。真空容器１０の内部における受光面板１１の内面１１ｂには光電面２０が形成されており、電位０Ｖに保持されている。この光電面２０の組立時における熱的損傷を防ぐために、受光面板１１及び金属側管１２はインジウムシール１４によるコールドシールによって接合され、その外側は保持リング１４ａによって保持されている。
【００２６】
電子増倍部２４は、光電面２０から放出された光電子を二次電子増倍するための部材である。電子増倍部２４は、方形の平板状の金属部材に複数の電子増倍孔２８が形成され、電子増倍孔２８の内壁に二次電子放出面が形成されたメタルチャンネル型のダイノード２５ａ〜２５ｈをＺ軸方向に複数段積層して構成されている。複数の電子増倍孔２８は、それぞれＹ軸方向に沿って延びており、Ｘ軸方向（所定方向）に並んでスリット状に配列されている。複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈのうち、最上部（Ｚ軸正方向における最端部）に位置する第１段目のダイノード２５ａは、光電面２０に対向して配置されている。また、ダイノード２５ｈの下方（Ｚ軸負方向）には、アノード電極２６及び最終段ダイノード２７が順に配設されている。光電面２０と第１段ダイノード２５ａとの間には、光電面２０からの光電子を第１段ダイノード２５ａへ向けて集束するための集束電極２１が配設されている。
【００２７】
基台部となるステム１３には、外部の電圧端子と接続して集束電極２１、各ダイノード２５ａ〜２５ｈ、２７などに所定の電圧を与えるピン１７が貫通されている。各ピン１７は、テーパー状のハーメチックガラス１８によってステム１３に固定されている。また、上述した電子増倍部２４は、ステム１３上に載置されている。
【００２８】
ここで、受光面板１１、光電面２０、及び各ダイノード２５ａ〜２５ｈの構成材料について説明する。光電面２０は、紫外域の被検出光に対して感度を有し且つ可視光に対して感度を有しない（すなわち、長波長側の感度波長限界が紫外域に含まれる）材料、例えばＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）、Ｃｓ-Ｔｅ、及びＣｓ-Ｉのうち少なくとも一種類の材料を含んで構成されている。また、受光面板１１は、その短波長側カットオフ波長が光電面２０の長波長側の感度波長よりも短い材料、例えばＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英（合成石英或いは溶融石英）、サファイア、ダイヤモンド、及びＡｌＮのうち少なくとも一種類の材料を含んで構成されている。
【００２９】
ダイノード２５ａ〜２５ｈのうち、第１段目のダイノード２５ａを含み連続する少なくとも２段のダイノード（例えば、連続する４段のダイノード２５ａ〜２５ｄ）は、ベリリウム銅合金基板と、該ベリリウム銅合金基板に形成された電子増倍孔２８の内壁に形成された酸化ベリリウムを含む二次電子放出面とを有する。或いは、これら４段のダイノード２５ａ〜２５ｄは、ステンレス（ＳＵＳ）基板と、該ステンレス基板に形成されたＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｔｅ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅからなる材料群のうち少なくとも一種類の材料を含む二次電子放出面とを有してもよい。この場合、ダイノード２５ａ〜２５ｄの二次電子放出面は、ステンレス基板に形成された電子増倍孔２８の内壁に形成される。また、上記少なくとも２段のダイノード（ダイノード２５ａ〜２５ｄ）に対して後段側に配置された別のダイノード２５ｅ〜２５ｈは、二次電子放出能を重要視した選択をするのが好ましく、例えばステンレス基板と、該基板に形成されたアルカリ金属及びＳｂから成る化合物（例えばＣｓ-Ｋ-Ｓｂ、Ｃｓ-Ｓｂなど）を含む二次電子放出面とを有する。ダイノード２５ｅ〜２５ｈの二次電子放出面は、基板に形成された電子増倍孔２８の内壁に形成される。
【００３０】
表１は、光電面２０、受光面板１１、並びにダイノード２５ａ〜２５ｄの基板及び二次電子放出面における構成材料の好適な組み合わせを示す表である。
【表１】
2007157442.tif 000003
【００３１】
ダイノード２５ａ〜２５ｄの基板材料として挙げられているベリリウム銅合金は、表面が酸化（酸化ベリリウム）することにより二次電子放出面として好適に機能する。また、非磁性であるベリリウム銅合金基板をダイノード２５ａ〜２５ｄに用いることにより、電子増倍部２４内を電子（光電子、二次電子）が安定して飛行できる。
【００３２】
ここで、図２のグラフＧ１は、ベリリウム銅合金を酸化させたもの、つまり酸化ベリリウムの分光感度特性を示している。図２に示すように、酸化ベリリウムの分光感度特性における長波長側の感度波長限界は約１６０ｎｍであり、紫外域を超えない。また、基板材料であるベリリウム銅合金についても同様である。すなわち、可視光に対するダイノード２５ａ〜２５ｄの感度は無視できる程度に極めて小さい。従って、光電面２０を透過した一部の入射光がダイノード２５ａ〜２５ｄへ到達するような場合であっても、ダイノード２５ａ〜２５ｄの基板材料としてベリリウム銅合金を用い、二次電子放出面として酸化ベリリウムを用いることにより、光電子増倍管１のソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００３３】
また、光電面２０を透過した一部の入射光は、光電面２０から光電子を受ける第１段目のダイノード２５ａへ主に到達するが、入射角度等の入射光の条件によっては、第１段目のダイノード２５ａを経て第２段目のダイノード２５ｂへ到達する場合がある。光電子増倍管１においては、第１段目のダイノード２５ａを含んで連続する少なくとも２段のダイノード（本実施形態では４段のダイノード２５ａ〜２５ｄ）が、ベリリウム銅合金基板と、該ベリリウム銅合金基板に形成された酸化ベリリウムを含む二次電子放出面とを有する。従って、本実施形態の光電子増倍管１によれば、入射光が到達する範囲のダイノード２５ａ〜２５ｄにおける長波長側の感度波長限界が紫外域を超えないので、ソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【００３４】
ここで、図３（ａ）のグラフＧ２は、光電面２０の材料としてＡｌＧａＮを用い、ダイノード２５ａ〜２５ｄの基板材料としてベリリウム銅合金を用い、二次電子放出面を酸化ベリリウムとした光電子増倍管１の感度特性を示すグラフである。なお、ダイノード２５ｅ〜２５ｈの二次電子放出面には、アルカリアンチモン（Ｃｓ-Ｋ-Ｓｂ）を用いている。また、図３（ｂ）のグラフＧ３は、比較のため、光電面にＡｌＧａＮを用い、全てのダイノードの二次電子放出面にＣｓ-Ｋ-Ｓｂを用いた光電子増倍管における感度特性を示すグラフである。なお、図３（ｂ）において、グラフＧ４はＡｌＧａＮ光電面の分光感度特性を示している。
【００３５】
図３（ｂ）のグラフＧ３に示すように、光電面として良好なソーラブラインド特性を有する（３５０ｎｍより長い波長の可視光に対する感度が極めて小さい）ＡｌＧａＮを用いた場合であっても、全てのダイノードの二次電子放出面にＣｓ-Ｋ-Ｓｂを用いると、可視光に対する感度が上昇してしまい、光電子増倍管のソーラブラインド特性が劣化することとなる。これは、光電面を透過した可視域の波長成分がダイノードに到達することにより、Ｃｓ-Ｋ-Ｓｂ二次電子放出面から光電子が放出されることに起因する。なお、Ｃｓ-Ｋ-Ｓｂの分光感度特性は、図６に示したとおりである。
【００３６】
これに対し、ダイノード２５ａ〜２５ｄの基板材料としてベリリウム銅合金を用い、二次電子放出面を酸化ベリリウムとした場合、可視光に対するダイノード２５ａ〜２５ｄの感度は無視できる程度に極めて小さくなるので、光電面２０を透過した可視域の波長成分がダイノード２５ａ〜２５ｄに到達したとしても、光電子増倍管１のソーラブラインド特性は劣化しない。従って、図３（ａ）に示すように、本実施形態の光電子増倍管１における感度特性は、良好なソーラブラインド特性となる。
【００３７】
また、上述したように、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける二次電子放出面として、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅからなる材料群のうち少なくとも一種類の材料を用いても良い。ここで、図４のグラフＧ５及びＧ６は、それぞれＣｓ-Ｉ及びＣｓ-Ｔｅの分光感度特性を示すグラフである。また、図５（ａ）のグラフＧ７は、ＭｇＯの分光感度特性を示すグラフであり、図５（ｂ）のグラフＧ８は、ダイヤモンドの分光感度特性を示すグラフである。
【００３８】
図４及び図５（ａ）、（ｂ）のグラフＧ５〜Ｇ８に示すように、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、及びダイヤモンドの分光感度特性における長波長側の感度波長限界は、それぞれ２００ｎｍ、３２０ｎｍ、２５０ｎｍ、及び２５０ｎｍであり、紫外域を超えない。すなわち、可視光に対するダイノード２５ａ〜２５ｄの感度は無視できる程度に極めて小さい。また、図示しないが、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅについても同様である。従って、光電面２０を透過した一部の入射光がダイノード２５ａ〜２５ｄへ到達するような場合であっても、ダイノード２５ａ〜２５ｄに上記材料群のうち少なくとも一種類の材料を用いることにより、光電子増倍管１のソーラブラインド特性を高精度に実現できる。特に、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、及びダイヤモンドは、その製造が容易であり、二次電子放出面として好適である。また、上述したように、入射角度等の入射光の条件によっては、第１段目のダイノード２５ａを経て第２段目のダイノード２５ｂへ到達する場合がある。従って、少なくとも２段のダイノード（ダイノード２５ａ〜２５ｄ）における二次電子放出面が、上記材料群のうち少なくとも一種類の材料を用いて形成されることにより、ソーラブラインド特性をより高精度に実現できる。
【００３９】
また、二次電子放出面として酸化ベリリウム以外の上記材料群を用いる場合には、ダイノード２５ａ〜２５ｄにステンレス基板を用いても良い。非磁性であるステンレス基板を用いることにより、電子増倍部２４内を電子（光電子、二次電子）が安定して飛行できる。また、ステンレスは良好なソーラブラインド特性を有する。
【００４０】
また、表１に示すように、光電面２０がＣｓ-Ｉを含んで構成される場合、受光面板１１の構成材料としてはＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアのうち少なくとも一種類が好適であり、特にＭｇＦ２が最も好適である。光電面２０に用いられるＣｓ-Ｉは、紫外域に含まれる波長１１５ｎｍ〜２００ｎｍの光に対して感度を有する。また、受光面板１１に用いられるＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、及びサファイアは、カットオフ波長が２００ｎｍよりも短いので、光電面２０（Ｃｓ-Ｉ）が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、このような組み合わせにより、波長２００ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。
【００４１】
また、光電面２０としてＣｓ-Ｉが用いられる場合、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける基板材料及び二次電子放出面は、Ｃｓ-Ｉの長波長側の感度波長限界（２００ｎｍ）よりも長い波長に対する感度が、全く無いか、或いは無視できる程度に極めて小さいことが好ましい。例えば、ダイノード２５ａ〜２５ｄに酸化ベリリウムが用いられる場合、酸化ベリリウムの長波長側の感度波長限界（１６０ｎｍ）は、光電面２０の材料であるＣｓ-Ｉの長波長側の感度波長限界（２００ｎｍ）よりも短い。従って、光電子増倍管１における長波長側の感度特性を光電面２０（Ｃｓ-Ｉ）の分光感度特性に好適に一致させることができるので、Ｃｓ-Ｉが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管１の感度特性として劣化させることなく用いることができる。
【００４２】
また、光電面２０としてＣｓ-Ｉが用いられる場合、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける二次電子放出面として、Ｃｓ−Ｉ、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉのうち少なくとも一種類の材料が用いられてもよい。二次電子放出面としてＣｓ-Ｉが用いられる場合には、この二次電子放出面の長波長側の感度波長限界は、光電面（Ｃｓ-Ｉ）と同じとなる。また、ＭｇＯの長波長側の感度波長限界は、図５（ａ）のグラフＧ７に示したようにＣｓ-Ｉよりも長い（２５０ｎｍ）が、その感度（量子効率）がＣｓ-Ｉと比較して極めて小さい。また、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉの長波長側の感度波長限界は、それぞれＣｓ-Ｉよりも短い。従って、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける二次電子放出面として、Ｃｓ-Ｉ、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、及びＬｉ-Ｉのうち少なくとも一種類の材料が用いられることにより、光電子増倍管１における長波長側の感度特性を光電面２０（Ｃｓ-Ｉ）の分光感度特性にほぼ一致させることができる。これにより、Ｃｓ-Ｉが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管１の感度特性として劣化させることなく用いることができるので、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００４３】
また、表１に示すように、光電面２０がＣｓ-Ｔｅを含んで構成される場合、受光面板１１の構成材料としてはＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、サファイア、及びダイヤモンドのうち少なくとも一種類が好適であり、特にＭｇＦ２が最も好適である。光電面２０に用いられるＣｓ-Ｔｅは、紫外域に含まれる波長１１５ｎｍ〜３２０ｎｍの光に対して感度を有する。また、受光面板１１に用いられるＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＦ、石英、サファイア、及びダイヤモンドは、カットオフ波長が３２０ｎｍよりも短いので、光電面２０（Ｃｓ-Ｔｅ）が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、このような組み合わせにより、波長３２０ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。
【００４４】
また、光電面２０としてＣｓ-Ｔｅが用いられる場合、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける基板材料及び二次電子放出面は、Ｃｓ-Ｔｅの長波長側の感度波長限界（３２０ｎｍ）よりも長い波長に対する感度が、全く無いか、或いは無視できる程度に極めて小さいことが好ましい。例えば、二次電子放出面に用いられる上記材料群（酸化ベリリウム、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅ）の長波長側の感度波長限界（例えば、酸化ベリリウム：１６０ｎｍ、ＭｇＯ：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｉ：２００ｎｍ、ダイヤモンド：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｔｅ：３２０ｎｍ）は、光電面２０の材料であるＣｓ-Ｔｅの長波長側の感度波長限界（３２０ｎｍ）と同じか、それよりも短い。従って、光電子増倍管１における長波長側の感度特性を光電面２０（Ｃｓ-Ｔｅ）の分光感度特性に好適に一致させることができるので、Ｃｓ-Ｔｅが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管１の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００４５】
また、表１に示すように、光電面２０がＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）を含んで構成される場合、受光面板１１の構成材料としてはサファイア及びＡｌＮのうち少なくとも一種類が好適であり、コスト面から特にサファイアが好適である。光電面２０に用いられるＡｌＸＧａ１−ＸＮは、それぞれ、紫外域に含まれる波長１５５ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対して感度を有する。また、受光面板１１に用いられるサファイア及びＡｌＮは、カットオフ波長が３５０ｎｍよりも短いので、光電面２０（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ）が感度を有する波長範囲のうち長波長側の一部または全部の波長範囲の光を好適に透過できる。従って、このような組み合わせにより、波長３５０ｎｍ以下の紫外光を好適に検出できる。
【００４６】
また、光電面２０としてＡｌＸＧａ１−ＸＮが用いられる場合、ダイノード２５ａ〜２５ｄにおける基板材料及び二次電子放出面は、ＡｌＸＧａ１−ＸＮの長波長側の感度波長限界（３５０ｎｍ）よりも長い波長に対する感度が、全く無いか、或いは無視できる程度に極めて小さいことが好ましい。例えば、二次電子放出面に用いられる上記材料群（酸化ベリリウム、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅ）の長波長側の感度波長限界（例えば、酸化ベリリウム：１６０ｎｍ、ＭｇＯ：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｉ：２００ｎｍ、ダイヤモンド：２５０ｎｍ、Ｃｓ-Ｔｅ：３２０ｎｍ）は、光電面２０の材料であるＡｌＸＧａ１−ＸＮの長波長側の感度波長限界（３５０ｎｍ）よりも短い。従って、光電子増倍管１における長波長側の感度特性を光電面２０（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ）の分光感度特性に好適に一致させることができるので、ＡｌＸＧａ１−ＸＮが有する良好なソーラブラインド特性を光電子増倍管１の感度特性として劣化させることなく用いることができる。これにより、ソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００４７】
また、本実施形態のように、電子増倍部２４の複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈは、いわゆるメタルチャンネル型ダイノードであってもよい。メタルチャンネル型ダイノードを備える光電子増倍管１においては、入射する被検出光の入射方向にダイノード２５ａ〜２５ｈが積層されている為、光電面２０を透過した入射光が第１段目のダイノード２５ａを通過して第２段目以降のダイノード（例えばダイノード２５ｂ〜２５ｄ）へ到達し易い。従って、本実施形態のように、第１段目のダイノード２５ａを含んで連続する少なくとも２段のダイノードの二次電子放出面が上記材料群（酸化ベリリウム、Ｃｓ-Ｉ、Ｃｓ-Ｔｅ、ＭｇＯ、ダイヤモンド、Ｃｓ-Ｂｒ、Ｎａ-Ｂｒ、Ｋ-Ｂｒ、Ｌｉ-Ｂｒ、Ｒｂ-Ｉ、Ｋ-Ｉ、Ｎａ-Ｉ、Ｌｉ-Ｉ、ＭｇＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｒｂ-Ｔｅ、Ｋ-Ｔｅ、及びＮａ-Ｔｅ）のうち少なくとも一種類の材料を含むことにより、メタルチャンネル型の光電子増倍管１においてソーラブラインド特性を高精度に実現できる。
【００４８】
また、本実施形態のように、複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈのうち、ダイノード２５ａ〜２５ｄに対して後段側に配置された別のダイノード２５ｅ〜２５ｈにおける二次電子放出面は、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物（例えばＣｓ-Ｋ-Ｓｂ、Ｃｓ-Ｓｂなど）を含むことが好ましい。アルカリ金属及びＳｂから成る化合物は、上述した酸化ベリリウム、ＭｇＯ、Ｃｓ-Ｉ、ダイヤモンド、及びＣｓ-Ｔｅなどよりも二次電子放出効率が高い。従って、複数段のダイノード２５ａ〜２５ｈのうち、入射光が到達する可能性が高い前段側のダイノード２５ａ〜２５ｄには、例えば上記材料群のうち少なくとも一種類の材料を含む二次電子放出面を採用し、入射光が到達する可能性が低い後段側のダイノード２５ｅ〜２５ｈには、アルカリ金属及びＳｂから成る化合物を含む二次電子放出面を採用するとよい。これにより、ソーラブラインド特性を高精度に実現できるとともに、電子増倍部２４において十分な二次電子増倍率を確保できる。なお、ダイノード２５ｅ〜２５ｈにおける二次電子放出面としてＫを含まないＣｓ-Ｓｂを用いれば、二次電子放出面を、Ｃｓ-ＩやＣｓ-Ｔｅからなる光電面２０と同時に形成することが可能である。また、ダイノード２５ｅ〜２５ｈにおける二次電子放出面としてＣｓ-Ｋ-Ｓｂを用いれば、二次電子放出面におけるダーク電流を低減できる。
【実施例１】
【００４９】
ここで、上記実施形態による光電子増倍管１を製造する方法の一例について説明する。まず、サファイアからなる受光面板１１の内面１１ｂ上に、ＡｌＧａＮ結晶膜を、ＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。次に、化学的エッチングによりＡｌＧａＮ結晶膜の表面を清浄にし、受光面板１１をトランスファー真空装置内に導入する。
【００５０】
続いて、ダイノード２５ａ〜２５ｈの基板となるベリリウム銅合金基板を用意し、そのうち前段のダイノード２５ａ〜２５ｄとなるベリリウム銅合金基板を高温で加熱しながら酸素雰囲気に曝すことにより、ベリリウム銅合金基板の表面（電子増倍孔２８の内壁を含む）に酸化ベリリウムを形成する。他方、後段のダイノード２５ｅ〜２５ｈとなるステンレス基板の表面（電子増倍孔２８の内壁を含む）には、Ｓｂを蒸着しておく。そして、これらの基板を、アノード電極２６及び集束電極２１などと共にステム１３上に組立て、金属側管１２を溶接したものを、トランスファー真空装置内に導入する。また、保持リング１４ａの内周にインジウムシール１４を融着してなるシール部材も同様に、トランスファー真空装置内に導入する。
【００５１】
続いて、トランスファー真空装置内に導入した各部品に対し、べーキングによる脱ガスを行う。受光面板１１のＡｌＧａＮ結晶膜に対しては、７００℃程度の高温でヒートクリーニングを施すことにより、結晶表面の汚染物質を原子レベルで取り除く。その後、ＡｌＧａＮ結晶膜表面にセシウムと酸素を蒸着して負の電子親和力を持つ状態に活性化することにより、ＡｌＧａＮ光電面２０が完成する。また、後段のダイノード２５ｅ〜２５ｈとなるステンレス基板に対しては、３００℃程度の温度に保ちながら最初カリウム雰囲気に曝し、次にセシウム雰囲気に曝すことにより、電子増倍孔２８の内壁を含む表面にＣｓ-Ｋ-Ｓｂからなる二次電子放出面を形成する。
【００５２】
最後に、トランスファー真空装置内で金属側管１２と受光面板１１とをインジウムシール１４を介して接合することにより、密封された真空容器１０を形成する。以上の工程により、光電子増倍管１が完成する。
【００５３】
本発明による光電子増倍管は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではスリット状の電子増倍孔を有するダイノードに本発明を適用しているが、本発明は例えばマトリクス状の電子増倍孔を有するダイノードについても適用可能である。また、本発明は、メタルチャンネル型以外にも、例えばメッシュ型といった他のダイノード構成を有する光電子増倍管にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光電子増倍管の一実施形態の構成を示す側面断面図である。
【図２】酸化ベリリウムの分光感度特性を示すグラフである。
【図３】（ａ）光電面の材料としてＡｌＧａＮを用い、前段側のダイノードの基板材料としてベリリウム銅合金を用い、二次電子放出面を酸化ベリリウムとした光電子増倍管の感度特性を示すグラフである。（ｂ）グラフＧ３は、光電面にＡｌＧａＮを用い、全てのダイノードの二次電子放出面にＣｓ-Ｋ-Ｓｂを用いた光電子増倍管における感度特性を示すグラフである。グラフＧ４は、ＡｌＧａＮ光電面の分光感度特性を示すグラフである。
【図４】グラフＧ５及びＧ６は、それぞれＣｓ-Ｉ及びＣｓ-Ｔｅの分光感度特性を示すグラフである。
【図５】（ａ）ＭｇＯの分光感度特性を示すグラフである。（ｂ）ダイヤモンドの分光感度特性を示すグラフである。
【図６】ダイノードの二次電子放出面の材料として一般的に用いられるアルカリアンチモン（Ｃｓ-Ｋ-Ｓｂ）の分光感度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１…光電子増倍管、１０…真空容器、１１…受光面板、１２…金属側管、１３…ステム、１４…インジウムシール、１４ａ…保持リング、１７…ピン、１８…ハーメチックガラス、２０…光電面、２１…集束電極、２４…電子増倍部、２５ａ〜２５ｈ…ダイノード、２６…アノード電極、２７…最終段ダイノード、２８…電子増倍孔。
【図１】
2007157442.tif 000004
【図２】
2007157442.tif 000005
【図３】
2007157442.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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