(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイノードを複数段に積層してなる電子増倍部を真空容器内に配設させて構成した電子増倍管において、
前記複数のダイノードのうちで隣接する前記ダイノードの縁部の略全周において、対向する前記ダイノードのエッジ部を、前記縁部の積層方向で相互に位置ずれさせたことを特徴とする電子増倍管。
【請求項２】
隣接する前記ダイノードの側面を、前記縁部の積層方向で相互に位置ずれさせたことを特徴とする請求項１記載の電子増倍管。
【請求項３】
前記各ダイノードの側面を同一方向のテーパ面として形成し、前記各ダイノードの前記側面の最外周ラインを前記真空容器の軸線方向に一列に整列させたことを特徴とする請求項１記載の電子増倍管。
【請求項４】
前記各ダイノードを２枚のダイノード薄板で形成し、前記ダイノードのうちの第１の前記ダイノード薄板の側面と、前記ダイノードのうちの第２の前記ダイノード薄板の側面とを、前記縁部の積層方向で相互に位置ずれさせたことを特徴とする請求項１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、真空容器内に導入させた電子を、多段に積層させたダイノードによって増倍させる電子増倍管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平６−３１４５５１号公報がある。この公報に記載された電子増倍管は、真空容器内に配設された電子増倍部を有し、この電子増倍部は、マトリックス状に配列した電子増倍孔をもつ板状のダイノードを、多段に積層させた構成になっている。更に、各ダイノードは、２枚のダイノード薄板を張り合わせて、ダイノード薄板の隅部（コーナ部）を溶接することで一体化が図られている。そして、各ダイノードには、隣接するダイノードの溶接跡を避けるようにして、その隅部に切欠きが設けられ、溶接部位で引き起こされる電界放電を抑制している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子増倍管は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、ダイノードの隅部に切欠きを設けることで、溶接部位での電界放電は抑制されるものの、ダイノードの間隔が０．１６〜０．１７ｍｍと非常に狭く形成されているので、隣接するダイノードの縁部に設けられたエッジ部間で電界放電が発生し易く、ノイズ発生の更なる抑制を阻害していた。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ノイズ発生の抑制を効果的に阻止するようにした電子増倍管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の電子増倍管は、ダイノードを複数段に積層してなる電子増倍部を真空容器内に配設させて構成した電子増倍管において、複数のダイノードのうちで隣接するダイノードの縁部の略全周において、対向するダイノードのエッジ部を、縁部の積層方向で相互に位置ずれさせたことを特徴とする。
【０００６】
発明者らは、隣接するダイノード間において、ダイノードの縁部に形成されたエッジ部間で電界放電が発生し、これがノイズの発生に大きく拘わっていることを見出した。そこで、本発明の電子増倍管は、ダイノードの縁部に着目し、隣接するエッジ部を、縁部の積層方向で相互に位置ずれさせ、隣接するエッジ部間の距離を大きくして、電界放電の抑制を達成した。このように構成することで、ダイノード同士の間隔を広げることなく、電界放電の更なる抑制を可能にする。
【０００７】
この場合、隣接するダイノードの側面を、縁部の積層方向で相互に位置ずれさせると好ましい。このような構成を採用した場合、電子増倍部は、隣接するダイノードの側面を互い違いに配列させるだけの簡単な構成となる。
【０００８】
また、各ダイノードの側面を同一方向のテーパ面として形成し、各ダイノードの側面の最外周ラインを真空容器の軸線方向に一列に整列させると好ましい。このような構成を採用した場合、電子増倍部は、各ダイノードの側面を一直線状に整列させても、隣接するエッジ部の間隔を大きくとることができる。しかも、真空容器内で各ダイノードの側面の位置を略全周で揃えることができる。
【０００９】
更に、各ダイノードを２枚のダイノード薄板で形成し、ダイノードのうちの第１のダイノード薄板の側面と、ダイノードのうちの第２のダイノード薄板の側面とを、縁部の積層方向で相互に位置ずれさせると好ましい。このような構成を採用した場合、電子増倍部は、各ダイノードの縁部に段差をもたせ、縁部を同一の形状に揃えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によ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。
【００１１】
図１は、本発明に係る電子増倍管の全体を示す断面図である。同図に示す電子増倍管は、微弱光を電子に変換して、その電子を増倍させる光電子増倍管である。この光電子増倍管１は、両端が開放された円筒状の金属製側管２を有し、この側管２の一方の開口端には、入射光を受け入れるガラス製の受光面板３が固定され、他方の開口端には、複数のステムピン４を配列させた円板状のステム５が固定されている。そして、側管２と受光面板３とステム５とで真空容器６を構成し、真空容器６の内部に電子増倍部７を配置させている。
【００１２】
真空容器６の内方側において、受光面板３の裏面には、ＧａＡｓ半導体結晶からなる光電変換面（光電陰極）８が設けられ、この光電変換面８と電子増倍部７との間には、収束電極９が配置されている。従って、光電変換面８から放出された電子は、収束電極９の影響によりその軌道が収束され、電子増倍部７の所定の領域に入射する。
【００１３】
電子増倍部７は、リニアに配列した電子増倍孔１０をもつ板状のダイノード１１を、多段に積層させた構成になっている。積層したダイノード１１の下方には、増倍させた電子を反射させる最終段ダイノード１２が配置され、最終段ダイノード１２とダイノード１１との間には、電子を受けるアノード１３が配置されている。なお、ダイノード１１、最終段ダイノード１２及びアノード１３は、各ステムピン４にそれぞれ接続固定されている。
【００１４】
図２〜図４に示すように、正方形状のダイノード１１には、２種類のダイノード１１Ａと１１Ｂとがあり、ダイノード１１Ａをｎ段側のダイノードとした場合、ダイノード１１Ｂはｎ＋１段側のダイノードとなる。ｎ段側ダイノード１１Ａは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔１０Ａを有し、全ての電子増倍孔１０Ａを包囲するように、ｎ段側ダイノード１１Ａは、その全周に亙って幅広の縁部１２を有している。これに対して、ｎ＋１段側ダイノード１１Ｂは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔１０Ｂを有し、全ての電子増倍孔１０Ｂを包囲するように、ｎ＋１段側ダイノード１１Ｂは、その全周に亙って幅狭の縁部１３を有している。また、ダイノード１１Ａ，１１Ｂにおいて、縁部１２の側面１２ａ及び縁部１３の側面１３ａは、縁部１２の表面１２ｃ及び縁部１３の表面１３ｃに対して、その全周に亙り直角に形成されている。
【００１５】
そこで、ｎ段側ダイノード１１Ａの電子増倍孔１０Ａとｎ＋１段側ダイノード１１Ｂの電子増倍孔１０Ｂとを対向させるように、電子増倍部７を組み立てると、ｎ段側ダイノード１１Ａの縁部１２の側面１２ａが外側に向けて迫り出し、ｎ＋１段側ダイノード１１Ｂの縁部１３の側面１３ａが内側に引き込むことになる。その結果、ｎ段側ダイノード１１Ａの縁部１２とｎ＋１段側ダイノード１１Ｂの縁部１３とを比較した場合、縁部１２のエッジ部１２ｂと縁部１３のエッジ部１３ｂとが斜め方向で対向し、対向するエッジ部１２ｂと１３ｂとを、縁部１２，１３の積層方向で相互に位置ずれさせることができる。
【００１６】
このように、同種のｎ段側ダイノード１１Ａと同種のｎ＋１段側ダイノード１１Ｂとを交互に積層させるだけで、隣接するエッジ部１２ｂ，１３ｂ間の距離を大きくすることができ、この間で起こる電界放電を抑制することができる。また、ダイノード１１の間隔を、従来の電子増倍部と同様に０．１６〜０．１７ｍｍ程度の微小な空間として維持したまま、電界放電の更なる抑制を可能にする。
【００１７】
なお、各ダイノード１１Ａ，１１Ｂと各ステムピン４との電気的接続を考慮して、ダイノード１１Ａ，１１Ｂにおける縁部１２，１３の側面１２ａ，１３ａに、その側方に向けて突出する耳部（図示せず）が設けられている場合、すなわち、ダイノード１１Ａ，１１Ｂの外周において、側面１２ａ，１３ａの一部が耳部によって途切れている場合、耳部のエッジ部と、この耳部に隣接する縁部のエッジ部との電界放電は無視することができる程度に小さい。なぜなら、縁部のエッジ部の長さは、耳部のエッジ部の長さに対して非常に長く形成されるからである。
【００１８】
前述した実施形態において、ｎ段側ダイノード１１Ａは、２枚のダイノード薄板ＡとＢを張り合わせて、ダイノード薄板ＡとＢとを溶接することで一体化が図られている。同様に、ｎ＋１段側ダイノード１１Ｂもダイノード薄板ＣとＤで一体化が図られている。
【００１９】
本発明に係る電子増倍管の他の実施形態について説明する。なお、後述するダイノード２１以外の構成は、前述した光電子増倍管１と同様であり、その説明は省略する。
【００２０】
図５〜図８に示すように、正方形状のダイノード２１には、２種類のダイノード２１Ａと２１Ｂとがあり、ダイノード２１Ａをｎ段側のダイノードとした場合、ダイノード２１Ｂはｎ＋１段側のダイノードとなる。ｎ段側ダイノード２１Ａは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔２０Ａを有し、全ての電子増倍孔２０Ａを包囲するように、ｎ段側ダイノード２１Ａは、その全周に亙って縁部２２を有している。これに対して、ｎ＋１段側ダイノード２１Ｂは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔２０Ｂを有し、全ての電子増倍孔２０Ｂを包囲するように、ｎ＋１段側ダイノード２１Ｂは、その全周に亙って縁部２３を有している。
【００２１】
また、縁部２２の側面２２ａ及び縁部２３の側面２３ａは、縁部２２の表面２２ｃ及び縁部２３の表面２３ｃに対して所定の角度をもつテーパ面として形成されている。この場合、側面２２ａ及び２３ａは、縁部２２の表面２２ｃ及び縁部２３の表面２３ｃに対して鋭角のテーパ面として形成されている。
【００２２】
そこで、ｎ段側ダイノード２１Ａの電子増倍孔２０Ａとｎ＋１段側ダイノード２１Ｂの電子増倍孔２０Ｂとを対向させるように、電子増倍部７Ａを組み立てると、ｎ段側ダイノード２１Ａにおける側面２２ａの最外周ライン２２ｄと、ｎ＋１段側ダイノード２１Ｂにおける側面２３ａの最外周ライン２３ｄとは、側管２の管軸線Ｌ（図１参照）の方向に沿って一列に整列する。その結果、ｎ段側ダイノード２１Ａの縁部２２とｎ＋１段側ダイノード２１Ｂの縁部２３とを比較した場合、縁部２２のエッジ部２２ｂと縁部２３のエッジ部２３ｂとが斜め方向で対向し、対向するエッジ部２２ｂと２３ｂとを、縁部２２，２３の積層方向で相互に位置ずれさせることができる。また、エッジ部２２ｂが鈍角の面で形成されていることに起因して、この部位での電子の放出が起こり難く、隣接するエッジ部２２ｂ，２３ｂ間での電界放電を効率よく抑制することができる。
【００２３】
このように、ダイノード２１Ａの側面２２ａ及びダイノード２１Ｂの側面２３ａを平行にし且つ管軸線Ｌ方向に沿って整列させても、隣接するエッジ部２２ｂ，２３ｂの間隔を大きくとることができる。しかも、真空容器６内でダイノード２１Ａの側面２２ａ及びダイノード２１Ｂの側面２３ａの位置を略全周で揃えることができる。なお、ｎ段側ダイノード２１Ａは、２枚のダイノード薄板Ａ１とＢ１を張り合わせて、ダイノード薄板Ａ１とＢ１とを溶接することで一体化が図られている。同様に、ｎ＋１段側ダイノード２１Ｂもダイノード薄板Ｃ１とＤ１で一体化が図られている。
【００２４】
本発明に係る電子増倍管の更に他の実施形態について説明する。なお、後述するダイノード３１以外の構成は、前述した光電子増倍管１と同様であり、その説明は省略する。
【００２５】
図９〜図１２に示すように、正方形状のダイノード３１には、２種類のダイノード３１Ａと３１Ｂとがあり、ダイノード３１Ａをｎ段側のダイノードとした場合、ダイノード３１Ｂはｎ＋１段側のダイノードとなる。ｎ段側ダイノード３１Ａは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔３０Ａを有し、全ての電子増倍孔３０Ａを包囲するように、ｎ段側ダイノード３１Ａは、その全周に亙って縁部３２を有している。同様に、ｎ＋１段側ダイノード３１Ｂは、リニアに配列した複数本の電子増倍孔３０Ｂを有し、全ての電子増倍孔３０Ｂを包囲するように、ｎ＋１段側ダイノード３１Ｂは、その全周に亙って縁部３３を有している。
【００２６】
また、ｎ段側ダイノード３１Ａは、第１のダイノード薄板Ａ２と第２のダイノード薄板Ｂ２を張り合わせて、ダイノード薄板Ａ２とＢ２とを溶接することで一体化が図られている。この場合、第１のダイノード薄板Ａ２の側面３２ａＡと第２のダイノード薄板Ｂ２の側面３２ａＢとを、同一面上に配置させることなく、具体的には、第１のダイノード薄板Ａ２の側面３２ａＡと第２のダイノード薄板Ｂ２の側面３２ａＢとを互いにずらしている。そして、第１のダイノード薄板Ａ２の側面３２ａＡは外側に向けて迫り出し、第２のダイノード薄板Ｂ２の側面３２ａＢは内側に引込む。同様に、ｎ＋１段側ダイノード３１Ｂもダイノード薄板Ｃ２とＤ２で一体化が図られ、第１のダイノード薄板Ｃ２の側面３３ａＣは外側に向けて迫り出し、第２のダイノード薄板Ｄ２の側面３３ａＤは内側に引込む。
【００２７】
そこで、ｎ段側ダイノード３１Ａの電子増倍孔３０Ａとｎ＋１段側ダイノード３１Ｂの電子増倍孔３０Ｂとを対向させるように、電子増倍部７Ｂを組み立てると、ｎ段側ダイノード３１Ａの側面３２ａと、ｎ＋１段側ダイノード３１Ｂの側面３３ａとは、側管２の管軸線Ｌ（図１参照）の方向に沿って一列に整列する。その結果、ｎ段側ダイノード３１Ａの縁部３２とｎ＋１段側ダイノード３１Ｂの縁部３３とを比較した場合、縁部３２のエッジ部３２ｂと縁部３３のエッジ部３３ｂとが斜め方向で対向し、対向するエッジ部３２ｂと３３ｂとを、縁部３２，３３の積層方向で相互に位置ずれさせることができる。
【００２８】
このように、ダイノード３１Ａの側面３２ａ及びダイノード３１Ｂの側面３３ａを互いに管軸線Ｌ方向に沿って整列させても、隣接するエッジ部３２ｂ，３３ｂの間隔を大きくとることができ、隣接するエッジ部３２ｂ，３３ｂ間での電界放電を抑制することができる。しかも、真空容器６内でダイノード３１Ａの側面３２ａ及びダイノード３１Ｂの側面３３ａの位置を略全周で揃えることができる。
【００２９】
本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、例えば、前述したダイノードは、メッシュ型のダイノードであってもよい。また、光電変換面（光電陰極）８はＧａＡｓ半導体結晶である必要はないが、このＧａＡｓタイプの光電変換面８は、有効面積が小さく、ダイノードの縁部を幅広く形成することができ、縁部の側面に工夫を施し易い。なお、前述の実施形態では、光電変換面をもった光電子増倍管として説明したが、光電変換面をもたない電子増倍管であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明による電子増倍管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、複数のダイノードのうちで隣接するダイノードの縁部の略全周において、対向するダイノードのエッジ部を、縁部の積層方向で相互に位置ずれさせたことにより、隣接するダイノードの縁部間で発生する電界放電を効果的に抑制し、ノイズ発生の抑制を効果的に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子増倍管の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の電子増倍管に適用する電子増倍部の要部拡大斜視図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図２の電子増倍部に適用するダイノードの平面図である。
【図５】電子増倍部の変形例を示す要部拡大斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図５の電子増倍部に適用するダイノードの平面図である。
【図８】図７に示したダイノードの底面図である。
【図９】電子増倍部の他の変形例を示す要部拡大斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】図９の電子増倍部に適用するダイノードの平面図である。
【図１２】図１１に示したダイノードの底面図である。
【符号の説明】
１…電子増倍管（光電子増倍管）、６…真空容器、７，７Ａ，７Ｂ…電子増倍部、１１，２１，３１…ダイノード、１１Ａ，２１Ａ，３１Ａ…ｎ段側ダイノード、１１Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ…ｎ＋１段側ダイノード、１２，１３，２２，２３，３２，３３…縁部、１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａ…ダイノードの側面、１２ｂ，１３ｂ，２２ｂ，２３ｂ…エッジ部、２３ｄ…最外周ライン、３２ａＡ，３３ａＣ…第１のダイノード薄板の側面、３２ａＢ，３３ａＤ…第２のダイノード薄板の側面、Ａ２，Ｃ２…第１のダイノード薄板、Ｂ２，Ｄ２…第２のダイノード薄板。
【図１】
0004146529.tif 000002
【図２】
0004146529.tif 000003
【図３】
0004146529.tif 000004
【図４】
0004146529.tif 000005
【図５】
0004146529.tif 000006
【図６】
0004146529.tif 000007
【図７】
0004146529.tif 000008
【図８】
0004146529.tif 000009
【図９】
0004146529.tif 000010
【図１０】
0004146529.tif 000011
【図１１】
0004146529.tif 000012
【図１２】
0004146529.tif 000013