(57)【要約】【課題】簡易かつ廉価に電子・イオン・軟X線の検出ができる、新規な呼び径40mmの真空フランジつき電子・イオン・軟X線検出器を提供すること。【解決手段】呼び径４０mmのフランジ（２）と、前記フランジ（２）に支持される支柱（３）と、前記支柱（３）に支持された基板（４）と、前記基板（４）上に支持されたマイクロチャンネルプレート（７）と、前記マイクロチャンネルプレート（７）の上に支持されたマイクロチャンネルプレートカバー（６）と、前記マイクロチャンネルプレートカバー（６）の上に絶縁されて支持された加速・減速電極（８）と、を備えた電子・イオン・軟Ｘ線検出器（１）。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
呼び径４０mmのフランジと、
前記フランジに支持される支柱と、
前記支柱に支持された基板と、
前記基板上に支持されたマイクロチャンネルプレートと、
前記マイクロチャンネルプレートの上に支持されたマイクロチャンネルプレートカバーと、
前記マイクロチャンネルプレートカバーの上に絶縁されて支持された加速・減速電極と、
を備えたことを特徴とする電子・イオン・軟Ｘ線検出器。
【請求項２】
前記呼び径４０mmのフランジに電流導入部を設置したことを特徴とする、請求項１に記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器。
【請求項３】
前記加速・減速電極にメッシュを設置したことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器。
【請求項４】
前記マイクロチャンネルプレートの陽極とマイクロチャンネルプレートの出力電極との間に１MΩの抵抗を接続したことを特徴とする、請求項１、２、または３のいずれかに記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電子、イオン、軟Ｘ線を検出可能な電子・イオン・軟Ｘ線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子、イオン、軟Ｘ線を検出する検出器としては、マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）を使用する検出器が知られており、真空チャンバで使用可能な検出器として、呼び径100mmの真空フランジにＭＣＰを取り付けたものが市販されている。このような検出器としては、例えば、浜松ホトニクス株式会社製のF6959（非特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
【非特許文献１】“ＭＣＰ＆ＭＣＰアッセンブリセレクションガイド”、[online]、２００５年７月、浜松ホトニクス株式会社、[平成１９年３月１日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://jp.hamamatsu.com/resources/products/etd/pdf/MCPassy_TMCP0001J05.pdf＞
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上述した電子・イオン・軟X線検出器では真空フランジが大きいために呼び径100mm未満のポートには取り付けられないという問題があった。
【０００５】
本考案は、前述の事情に鑑み、簡易かつ廉価に電子・イオン・軟X線の検出ができる、新規な呼び径40mmの真空フランジつき電子・イオン・軟X線検出器を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の考案の電子・イオン・軟Ｘ線検出器は、
呼び径４０mmのフランジと、
前記フランジに支持される支柱と、
前記支柱に支持された基板と、
前記基板上に支持されたマイクロチャンネルプレートと、
前記マイクロチャンネルプレートの上に支持されたマイクロチャンネルプレートカバーと、
前記マイクロチャンネルプレートカバーの上に絶縁されて支持された加速・減速電極と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器において、
前記呼び径４０mmのフランジに電流導入部を設置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の考案は、請求項１または２に記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器において、
前記加速・減速電極にメッシュを設置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の考案は、請求項１、２、または３のいずれかに記載の電子・イオン・軟Ｘ線検出器において、
前記マイクロチャンネルプレートの陽極とマイクロチャンネルプレートの出力電極との間に１MΩの抵抗を接続したことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
請求項１記載の考案によれば、呼び径40mmの真空フランジに取り付けた電子・イオン・軟X線検出器を簡易かつ廉価に提供することができる。
請求項２記載の考案によれば、フランジからマイクロチャンネルプレートや加速・減速電極に電圧を供給できる。
請求項３記載の考案によれば、メッシュによりマイクロチャンネルプレートからの電場の漏れを防止できる。
請求項４記載の考案によれば、マイクロチャンネルプレートの陽極とマイクロチャンネルプレートの出力電極とを抵抗を介して接続でき、電流導入部を共通化できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照しながら、本考案の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本考案は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例１】
【００１２】
図１は本考案の実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の全体説明図であり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは平面図である。
図２は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のフランジの説明図であり、図２Ａはフランジの側面図、図２Ｂはフランジの平面図である。
図１において、本考案の実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器１は、真空チャンバ等に取付けるためのフランジ２を有する。図１，図２において、フランジ２は、呼び径（外径）が４０ｍｍのフランジにより構成されており、外周部にフランジ固定用孔２ａが６０°間隔に６個形成されている。フランジ２の内部には、１２０°間隔に３個の支柱固定用ネジ孔２ｂが形成されている。また、前記支柱固定用ネジ孔２ｂとは位相が６０°ずれた位置に１２０°間隔に３つの電源導入部２ｃが設置されており、前記電源導入部２ｃは上方に突出するコネクタ装着ピン２ｄが設けられている。
【００１３】
図３は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の支柱の説明図であり、図３Ａは側面図、図３Ｂは下面図、図３Ｃは平面図である。
図１において、前記３つの支柱固定用ネジ孔２ｂには、それぞれ、支柱３が固定支持されている。図１，図３において、前記支柱３は、支柱本体３ａと、支柱本体３ａの下端に形成され且つ前記支柱固定用ネジ孔２ｂにねじ込まれるネジ部３ｂと、支柱本体３ａの上端に形成された基板固定用ネジ孔３ｃとを有する。
【００１４】
図４は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の基板の平面図である。
図１において、前記支柱３の上端には、基板４が固定支持されている。図１，図４において、実施例１の基板４は、円板状の基板本体４ａと、基板本体４ａの外周部に６０°間隔に形成されたＵ字状の切り欠き部４ｂと、基板本体４ａの外周部に前記切り欠き部４ｂから３０°位相がずれた位置に１２０°間隔に３つ形成されたビス貫通孔４ｃと、前記ビス貫通孔４ｃから６０°位相がずれた位置に１２０°間隔に３つ形成されたカバー固定用ネジ孔４ｄとを有する。図１において、ビス貫通孔４ｃを貫通して基板固定用ネジ孔３ｃにねじ込まれるビスＢ１により、前記基板４は支柱３にネジ止めされる。なお、実施例１で使用されるビスとして、空気穴付のビスを使用することが好ましい。
【００１５】
図５は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のマイクロチャンネルプレートカバーの平面図である。
図１において、前記基板４の上方にはマイクロチャンネルプレートカバー６が支持されている。図１、図５において、マイクロチャンネルプレートカバー６は、中空円板状（ドーナツ状）のカバー本体６ａを有する。前記カバー本体６ａには、前記カバー固定用ネジ孔４ｄに対応してビス貫通孔６ｂが形成されている。前記ビス貫通孔６ｂから位相がずれた位置には、１２０°間隔に３箇所の下側碍子装着孔６ｃが形成されている。また、前記下側碍子装着孔６ｃから位相がずれた位置には、１２０°間隔に３箇所の上側碍子装着孔６ｄが形成されている。さらに、前記上側碍子装着孔６ｄから位相がずれた位置には、本実施例では使用しないが、１２０°間隔に３箇所の貫通孔６ｅが形成されている。
図１において、前記マイクロチャンネルプレートカバー６は、基板４とマイクロチャンネルプレートカバー６との間に、マイクロチャンネルプレート７を挟んだ状態で、ビス貫通孔６ｂを貫通して、カバー固定用ネジ孔４ｄにネジ止めされるビスＢ２によりネジ止めされる。このとき、下側碍子装着孔６ｃと基板４の上面との間には、アルミナ製の絶縁碍子Ｇ１が挟まれる。
【００１６】
図６は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のマイクロチャンネルプレートの説明図であり、図６Ａは平面図、図６Ｂは要部断面側面図である。
図１において、前記基板４とマイクロチャンネルプレートカバー６との間にはマイクロチャンネルプレート７が配置されている。図６において、前記マイクロチャンネルプレート７は、従来公知のマイクロチャンネルプレート（例えば、浜松ホトニクス株式会社製Ｆ４６５５（非特許文献１参照）を使用可能）であり、ステンレス製のＭＣＰ基板７ａと、絶縁材を介して配置された陽極７ｂと、上端部に配置されたシールド７ｃと、前記陽極７ｂとシールド７ｃとの間に絶縁材を介して配置されたＭＣＰ本体７ｄとを有する。前記ＭＣＰ本体７ｄには、入口電極端子７ｅと出口電極端子７ｆとが接続されており、前記陽極７ｂには陽極端子７ｇが接続されている。
【００１７】
図７は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の説明図であり、図７Ａは加速・減速電極の平面図、図７Ｂは絶縁碍子の説明図である。
図１において、前記マイクロチャンネルプレートカバー６の上方には、加速・減速電極プレート８が支持されている。図１、図７Ａにおいて、前記加速・減速電極プレート８は、中空円板状（ドーナツ状）の加減速電極本体８ａを有する。前記加減速電極本体８ａには、前記上側碍子装着孔６ｄに対応して碍子固定用ネジ孔８ｂが形成されている。前記碍子固定用ネジ孔８ｂから位相がずれた位置には、１２０°間隔に３箇所のネジ止め用貫通孔８ｃが形成されている。
図１において、加速・減速電極プレート８とマイクロチャンネルプレートカバー６との間には、絶縁碍子Ｇ２が配置されている。図７Ｂにおいて、前記絶縁碍子Ｇ２は、中空円筒状のブッシングにより構成されており、上側碍子装着孔６ｄと同様の外径を有する小径部Ｇ２ａと、小径部Ｇ２ａよりも大径の大径部Ｇ２ｂと、中央を円筒軸方向に貫通する貫通孔Ｇ２ｃとを有する。実施例１では、絶縁用のブッシングである株式会社友玉園セラミックス社製のＣＡ−１を使用した。
【００１８】
したがって、前記マイクロチャンネルプレートカバー６の３箇所の上側碍子装着孔６ｄに貫通孔Ｇ２ｃを合わせた状態で、上下両面に絶縁碍子Ｇ２が合計６個配置されており、貫通孔Ｇ２ｃおよび上側碍子装着孔６ｄを貫通して前記碍子固定用ネジ孔８ｂにねじ込まれるビスにより、加速・減速電極プレート８がマイクロチャンネルプレートカバー６に固定される。
図１において、前記加速・減速電極プレート８の上下両面には、メッシュ９が固定支持されている。前記メッシュ９として、例えば、金メッキタングステン１００メッシュをスポット溶接で固定支持して使用可能であり、実施例１では、株式会社ニラコ社製のＷ−４６８０７１を使用した。
【００１９】
図８は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の配線の説明図である。
図１、図６において、前記マイクロチャンネルプレート７の各端子７ｅ〜７ｇと加速・減速電極プレート８には、配線１１が接続されている。図１，図８において、配線１１は、アルミナ製数珠玉碍子１１ａ（例えば、株式会社友玉園セラミックス社製、Ａ−７）と、前記アルミナ製数珠玉碍子１１ａを貫通するインコネル（登録商標）６００線（例えば、株式会社ニラコ社製、６０１２６７を使用可能）のワイヤー１１ｂと、ワイヤー１１ｂの両端部に支持された丸ワッシャ１１ｃとを有する。前記配線１１の一端は、各端子７ｅ〜７ｇにはビスとナットで固定し、加速・減速電極プレート８には、前記絶縁碍子Ｇ２により挟み込むことで固定可能である。
【００２０】
図９は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のＭＨＶコネクタの説明図であり、図９Ａは側面図、図９Ｂは平面図である。
図１において、前記入口電極７ｅ、陽極端子７ｇおよび加速・減速電極プレート８から延びる配線１１の他端は、ＭＨＶコネクタ１２に接続されており、出口電極７ｆから延びる配線は、抵抗１３を介して陽極端子７ｇと同じＭＨＶコネクタに接続されている。前記抵抗１３としては、１ＭΩの真空内容抵抗を使用可能であり、実施例１では浜松ホトニクス株式会社製のＥ５０５７を使用した、前記抵抗１３はテフロン（登録商標）製のチューブ１４で絶縁されている。
図１，図９において、前記ＭＨＶコネクタ１２は、コネクタ本体１２ａと、コネクタ本体１２ａの一端側に形成されて前記コネクタ装着ピン２ｄに装着されるピン装着部１２ｂと、コネクタ本体１２ａの他端側に形成されたネジ孔１２ｃとを有する。前記ネジ孔１２ｃには、前記配線１１の丸ワッシャ１１ｃを貫通してねじ込まれ、配線１１をＭＨＶコネクタ１２に装着するビスＢ３が装着される。
【００２１】
（組み立て方法）
前記各部材１〜１４を組み立ては、以下の手順で行うことができる。
（１）フランジ２の支柱固定用ネジ孔２ｂに支柱３を取付け、支柱３の上に基板４をビスＢ１で固定する。
（２）加速・減速電極プレート８の両側にメッシュ９をスポット溶接する。
（３）絶縁碍子Ｇ２とビスを使用して、加速・減速電極プレート８とマイクロチャンネルプレートカバー６とを固定する。このとき、加速・減速電極プレート８に配線１１を接続し、配線１１の他端はＭＨＶコネクタ１２に接続する。
（４）マイクロチャンネルプレート７の各端子７ｅ〜７ｇにビスとナットで配線１１の一端を接続する。そして、入口電極端子７ｅと、陽極端子７ｇに接続された配線の他端は、ＭＨＶコネクタ１２に接続し、出口電極端子７ｆは、チューブ１４で絶縁された抵抗１３を介して、陽極端子７ｇに接続する。
（５）基板４の上にマイクロチャンネルプレート７を配置し、その上から（３）で組み立てたマイクロチャンネルプレートカバー６等を被せ、ネジ止め用貫通孔８ｃを通過し、ビス貫通孔６ｂを貫通して、カバー固定用ネジ孔４ｄにネジ止めされるビスＢ２により、マイクロチャンネルプレートカバー６を基板４にネジ止めする。
（６）３つのＭＨＶコネクタ１２をコネクタ装着ピン２ｄに装着し、電子・イオン・軟Ｘ線検出器１が組み立てられる。
【００２２】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器１では、真空チャンバに取付け可能で、超高真空でも電子、イオン、軟Ｘ線を検出することができる。このとき、呼び径が４０ｍｍであるため、小型の真空フランジに取付けたり、サイズ変換用のスペーサを使用することで大型の真空フランジにも対応できる。また、表面から放出される電子、イオンばかりでなく、気相で生成される電子、イオンの測定にも使用できる。さらに、加速・減速電極８を有するので、電子、イオンを加速、減速して検出することができる。また、メッシュ９を有しているため、マイクロチャンネルプレート７から電場が外部に漏れることを防止できる。
さらに、この種の装置としては構造が単純で、部品点数が少なく、低コスト化でき、容易に組み立てることができる。
【００２３】
（使用例）
（イオンの検出方法）
図１０は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器を使用してイオン収量を測定するイオン収量測定装置の概略説明図である。
図１０において、実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器１を使用してイオン収量を測定するイオン収量測定装置２１として使用する場合、真空チャンバ２２のフランジ２２ａに、電子・イオン・軟Ｘ線検出器１のフランジ２をネジ止めする。前記真空チャンバ２２は、真空ポンプ２３により超高真空に真空排気された後、窒素ガス供給器２４により窒素が導入される。導入された窒素ガスに、シンクロトロン放射光２６を照射し、発生したイオンを電子・イオン・軟Ｘ線検出器１で検出する。
使用例１では、加速・減速電極８には−１０００Ｖを印加し、マイクロチャンネルプレート７の入口電極７ｅには−１８５０Ｖを印加した。また、マイクロチャンネルプレート７の陽極７ｇには１００ｋΩの直列抵抗２７を介して０Ｖを印加した。また、出口電極７ｆから１ＭΩの抵抗１３を介して出力された信号は、直列に接続された１０００ｐＦのコンデンサ２８を介してプリアンプ２９で増幅され、ディスクリミネータ３０で弁別されて、カウンタ３１でカウントされる。なお、使用例１では、真空ポンプにより真空チャンバ２２は３×１０−７Ｐａに排気され、窒素は８×１０−６Ｐａ供給した。
得られたイオン収量スペクトルの一例を、図１１に示す。
【００２４】
図１１は使用例１のイオン収量スペクトルの説明図であり、横軸に光子エネルギーを取り、縦軸に１０秒間のイオンのカウント数を取ったグラフである。
図１１において、窒素分子のπ＊←１ｓσ共鳴励起に由来するＸ線吸収スペクトルの微細構造が明瞭に観測された。この結果、本装置は、イオン収量測定装置として十分機能することが示された。なお、電子を検出する際には、例えば、加速・減速電極８に＋１００Ｖ、入口電極７ｅに＋１００Ｖ、陽極７ｇには＋１９５０Ｖを印加することが好適である。また、軟Ｘ線を検出する際には、例えば、加速・減速電極８に＋１００Ｖ、入口電極７ｅに−１８５０Ｖ、陽極７ｇには０Ｖを印加することが好適である。
【００２５】
（変更例）
以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本考案の変更例（Ｈ01）、（Ｈ02）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、材料名や製品名、印加電圧等の具体的な数値は、例示したものに限定されず、設計や仕様に応じて任意に変更可能である。
（Ｈ02）前記実施例において、加速・減速電極やメッシュは、設けることが望ましいが、省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本考案の実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の全体説明図であり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは平面図である。
【図２】図２は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のフランジの説明図であり、図２Ａはフランジの側面図、図２Ｂはフランジの平面図である。
【図３】図３は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の支柱の説明図であり、図３Ａは側面図、図３Ｂは下面図、図３Ｃは平面図である。
【図４】図４は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の基板の平面図である。
【図５】図５は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のマイクロチャンネルプレートカバーの平面図である。
【図６】図６は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のマイクロチャンネルプレートの説明図であり、図６Ａは平面図、図６Ｂは要部断面側面図である。
【図７】図７は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の説明図であり、図７Ａは加速・減速電極の平面図、図７Ｂは絶縁碍子の説明図である。
【図８】図８は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器の配線の説明図である。
【図９】図９は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器のＭＨＶコネクタの説明図であり、図９Ａは側面図、図９Ｂは平面図である。
【図１０】図１０は実施例１の電子・イオン・軟Ｘ線検出器を使用してイオン収量を測定するイオン収量測定装置の概略説明図である。
【図１１】図１１は使用例１のイオン収量スペクトルの説明図であり、横軸に光子エネルギーを取り、縦軸に１０秒間のイオンのカウント数を取ったグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１…電子・イオン・軟X線検出器、２…フランジ、２ａ…フランジ固定用孔、２ｂ…支柱固定用ネジ孔、２ｃ…電源導入部、２ｄ…コネクタ装着ピン、３…支柱、３ａ…支柱本体、３ｂ…ネジ部、３ｃ…基板固定用ネジ孔、４…基板、４ａ…基板本体、４ｂ…切り欠き部、４ｃ…ビス貫通孔、４ｄ…カバー固定用ネジ孔、６…マイクロチャンネルプレートカバー、６ａ…カバー本体、６ｂ…ビス貫通孔、６ｃ…下側碍子装着孔、６ｄ…上側碍子装着孔、６ｅ…貫通孔、７…マイクロチャンネルプレート、７ａ…ＭＣＰ基板、７ｂ…陽極、７ｃ…シールド、７ｄ…ＭＣＰ本体、７ｅ…入口電極端子、７ｆ…出口電極端子、７ｇ…陽極端子、８…加速・減速電極、８ａ…加減速電極本体、８ｂ…碍子固定用ネジ孔、８ｃ…ネジ止め用貫通孔、９…メッシュ、１１…配線、１１ａ…アルミナ製数珠玉碍子、１１ｂ…ワイヤー、１１ｃ…丸ワッシャ、１２…コネクタ、１２ａ…コネクタ本体、１２ｂ…ピン装着部、１２ｃ…ネジ孔、１３…抵抗、１４…チューブ、２１…イオン収量測定装置、２２…真空チャンバ、２２ａ…フランジ、２３…真空ポンプ、２４…窒素ガス供給器、２６…シンクロトロン放射光、２７…直列抵抗、２８…コンデンサ、２９…プリアンプ、３０…ディスクリミネータ、３１…カウンタ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…ビス、Ｇ１，Ｇ２…絶縁碍子、Ｇ２ａ…小径部、Ｇ２ｂ…大径部、Ｇ２ｃ…貫通孔。
【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】
0003132425.tif 000009
【図８】
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【図９】
0003132425.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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