(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面に受光部を有し内部が真空封止された容器内に陰極及び陽極を備え、前記受光部を介して入射する光を前記陰極において光電変換し、
前記陰極から放出された光電子を前記陽極により収集する光電管において、
前記容器は金属バルブを備え、前記受光部の内側面及び前記金属バルブの内壁面にＣｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれる１種の元素の金属膜を備え、前記金属膜は、前記陽極を兼ねることを特徴とする光電管。
【請求項２】
前記受光部は、１ｍｍ〜２００ｍｍの径（Ｒ）を有し、前記陰極と前記陽極とは、０．１ｍｍ〜５０ｍｍの間隔（ｔ）を有する状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載の光電管。
【請求項３】
前記受光部の径（Ｒ）と前記陰極と前記陽極の間隔（ｔ）は、
１／２００Ｒ≦ｔ≦Ｒの関係を有することを特徴とする請求項２記載の光電管。
【請求項４】
前記容器の側壁部は導電性を有しグランド電位としたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光電管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光電面（光電陰極）に入射した光子を光電子に変換し、これを陽極から取り出す光電管に関し、特に、反射型光電面を有する光電管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光電管の光電子放出層として広帯域の光波長に応答できるものが開発されており、高い光検出感度と大きいＳ／Ｎ比とを持つ光電管が実現されている。従って、他の半導体光センサ等では対応できない光検出域を必要とする分野にこの光電管が広く利用されている。
【０００３】
このような従来の反射型の光電管としては、特開平７−１０５９０３号公報に開示されている構造の光電管が一般的に用いられている。即ち、図７に示すように金属バルブ１００内には光電子放出層が形成された光電面（カソード）１０２が設けられており、光電面１０２にはカソード電圧がリード線１０４，１０６を介して印加されている。受光面板１０８を介して光電面１０２に光子が入射すると、光電面１０２から入射光量に応じた光電子が放出される。この光電子はアノードを兼ねている金属バルブ１００の側壁において収集され入射光が電気信号として検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来エキシマレーザの露光量の検出の場合等、光電管において強力な光をモニタしたり強力な光の光量を測定する場合には、波長選択フィルタ及び減光フィルタを用いて測定を行っている。しかしながら、可視光よりも短い波長領域においては、光のエネルギが高いことからこれらのフィルタを劣化させてしまうという問題があった。
【０００５】
この発明の課題は、光電面に入射した光を減光することが可能な光電管を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光電管は、一端面に受光部を有し内部が真空封止された容器内に陰極及び陽極を備え、前記受光部を介して入射する光を前記陰極において光電変換し、前記陰極から放出された光電子を前記陽極により収集する光電管において、前記容器は金属バルブを備え、前記受光部の内側面及び前記金属バルブの内壁面にＣｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれる１種の元素の金属膜を備え、前記金属膜は、前記陽極を兼ねることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１記載の光電管によれば、強力な光が受光部に入射した場合であっても受光部の内側面に設けられた金属膜により減光されるため、強力な光についても光量を正確に測定することができる。また、金属膜により光電子を効率よく収集することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の光電管は、請求項１に記載の光電管の前記受光部が１ｍｍ〜２００ｍｍの径（Ｒ）を有し、前記陰極と前記陽極とが０．１ｍｍ〜５０ｍｍの間隔（ｔ）を有する状態で配置されていることを特徴とする。また請求項３記載の光電管は、請求項２記載の光電管の前記受光部の径（Ｒ）と前記陰極と前記陽極の間隔（ｔ）が１／２００Ｒ≦ｔ≦Ｒの関係を有することを特徴とする。
【００１１】
この請求項２及び請求項３記載の光電管によれば、受光部の径（Ｒ）、陰極と陽極の間隔（ｔ）が上述の値を有し、受光部の径（Ｒ）と陰極と陽極の間隔（ｔ）が上述の関係を有するため光電管の小型化を実現することができる。
【００１２】
また請求項４記載の光電管は、請求項２又は請求項３記載の光電管の前記容器の側壁部が導電性を有しグランド電位としたことを特徴とする。この請求項４記載の光電管によれば、小型化した光電管において光電管出力のノイズの低減を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は第１の実施の形態にかかる光電管２を示す斜視図であり、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれこの光電管２の平面図，側断面図，裏面図を示している。
【００１４】
金属バルブ１０は両端が開口した円筒形状を有しており金属容器の側管を構成している。この金属バルブ１０の一方の開口面にはバルブ内部に突出する内向きフランジ１０ａが形成されており、この内向きフランジ１０ａに受光面板（フェイスプレート）１２が融着されている。この受光面板１２は透光性のガラス材料からなり、この受光面板１２によって側管の一方の開口面が塞がれている。
【００１５】
受光面板１２の内側面には、Ｃｒ薄膜１４が所定の厚さで蒸着されており、このＣｒ薄膜１４は金属バルブ１０と電気的に接続されている。図３は、Ｃｒの蒸着重量と透過率との関係を示す図である。従って、Ｃｒ薄膜１４において所定の透過率を得るためには、このグラフで示される関係に基づいて規定される重量のＣｒを受光面板１２の内側面に蒸着させる必要がある。
【００１６】
また、金属バルブ１０の他方の開口面にはバルブ外部に突出する外向きフランジ１０ｂが形成されており、この外向きフランジ１０ｂに金属ステム１６が抵抗溶接されている。金属バルブ１０およびこの金属ステム１６は鉄，コバルト，ニッケルの合金（コバール）からなり、ガラス材料と融着しやすい性質を備えている。この金属ステム１６によって側管の他方の開口面が塞がれ、金属ステム１６の中央部に設けられた金属排気管１８から金属容器内部が真空排気されることにより、金属容器内部は真空状態に保たれている。また、これら金属バルブ１０、金属ステム１６は電気的に接触しており同電位に設定されている。
【００１７】
金属容器内部の受光面板１２に対向する位置には円板状の光電面２０が設けられている。この光電面２０の受光面板１２に対向する表面にはＣｓ−Ｔｅからなる光電子放出層が形成されており、光電面２０は４本の陰極取り出し線２２によって金属容器内に固定されている。この固定は光電面２０の周端部と陰極取り出し線２２とが溶接されることによって行われている。陰極取り出し線２２は銅線等の導電材料からなり、電気的絶縁性を持つテーパー状ハーメチックガラス２４によって金属ステム１６に固定されている。
【００１８】
この光電管２の真空封止は具体的には次のように行われる。まず、受光面板１２が融着され、その後受光面板１２の内側面にＣｒ薄膜１４が所定の厚さで蒸着された金属バルブ１０が用意される。またハーメチックガラス２４によって陰極取り出し線２２が配設された金属ステム１６が用意される。そして、予めＴｅが蒸着された光電面２０が各陰極取り出し線２２に溶接される。その後、金属バルブ１０の外向きフランジ１０ｂと金属ステム１６とが抵抗溶接治具を用いて抵抗溶接され金属容器のフランジ部の真空気密が保たれる。
【００１９】
次に、以上の工程を経た光電管２は、光電管２に設けられた排気管１８を介して真空ポンプ（図示せず）につながっている。このような状態で、真空ポンプが駆動されて光電管２の金属容器内部が真空排気される。
【００２０】
この排気が終了しだい、金属容器内部の真空度が確認され、所定の真空度に達している場合にはアルカリ活性工程に入る。つまり、セシウム源が高周波誘導加熱器で加熱されセシウムが金属容器内に導入される。このアルカリ活性工程によって、光電面２０にＣｓ−Ｔｅからなる光電子放出層が形成される。最後に、金属容器下部となる金属排気管１８が一定長さを残して封止切られる。
【００２１】
このようにして得られた光電管２は次のように使用される。つまり、陰極取り出し線２２に陰極電位、通常は接地電位が与えられ、金属容器に陰極電位より高い電位の陽極電位が与えられる。即ちこの実施の形態にかかる光電管２においては金属容器及びＣｒ薄膜１４が陽極電極として機能する。金属バルブ１０，金属ステム１６は電気的に接続されているため、金属容器に与える陽極電位はこのいずれに与えても良い。このように各電極間に電圧を印加した状態で、受光面板１２及びＣｒ薄膜１４を介して光電面２０に光が入射すると、光電面２０から光電子が放出される。ここで光電面２０に入射する光は受光面板１２の内側面に設けられているＣｒ薄膜１４の厚さに応じて減衰されている。光電面２０から放出された光電子は、陽極電極つまり金属容器及びＣｒ薄膜１４に収集され入射光が電気信号として取り出される。
【００２２】
この実施の形態にかかる光電管２によれば、Ｃｒ薄膜１４の厚さを変化させるだけで容易に受光部１２の透過率を変化させることができる。従って、Ｃｒ薄膜１４の厚さに応じて光電面に入射する光量を変化させることができることから、別個の減光装置等が不用になる。
【００２３】
また、Ｃｒ薄膜１４が陽極となり光電面２０と平行平板の状態となって光電子を効率よく収集することができるため電流−電圧特性のリニアリティを改善することができる。更に、Ｃｒ薄膜１４により光電子を効率よく収集することができるため金属バルブ１０の管長を短くすることができ光電管の小型化を図ることができる。
【００２４】
次に、図４を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる光電管４について説明する。なお、光電管４の説明においては、第１の実施の形態にかかる光電管２の構成と同一の構成には、この光電管２の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。
【００２５】
この光電管４は、第１の実施の形態にかかる光電管２のＣｒ薄膜１４を受光面板１２の内側面のみならず金属バルブ１０の内壁面にも設けたものであり、その他の部分は光電管２と同一である。この光電管４においてもＣｒ薄膜１４により受光部１２の透過率を変化させることができ、また効率よく光電子を収集することができる。
【００２６】
次に、図５を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる光電管６について説明する。なお、この光電管６の説明においては、第１の実施の形態にかかる光電管２の構成と同一の構成には、この光電管２の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。
【００２７】
この光電管６は、第１の実施の形態にかかる光電管２の金属バルブ１０の管長を短くし小型化を実現したものである。この光電管６は、小型化を実現するために、受光部の径（Ｒ）を１ｍｍ〜２００ｍｍの中の所定の径とし、光電面２０とＣｒ薄膜１４との間隔（ｔ）を０．１ｍｍ〜５０ｍｍの中の所定の間隔で配置している。また受光部の径（Ｒ）と光電面２０とＣｒ薄膜１４との間隔（ｔ）とは、１／２００Ｒ≦ｔ≦Ｒの関係を有する。
【００２８】
この光電管６は、上述の受光部の径（Ｒ）、光電面２０とＣｒ薄膜１４との間隔（ｔ）を有し、受光部の径（Ｒ）と光電面２０とＣｒ薄膜１４との間隔（ｔ）との間に上述の関係を有するため、小型化を実現できると共にＣｒ薄膜１４により効率よく光電子を収集することができる。
【００２９】
次に、図６を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる光電管８について説明する。この光電管８は、薄型のガラスバルブ３０内に光電子放出層が形成された光電面（カソード）３２が設けられており、光電面３２にはカソード電圧がリード線３４を介して印加されている。ガラスバルブ３０の受光面３０ａの内側面には、Ｃｒ薄膜３６が所定の厚さで蒸着されている。このＣｒ薄膜３６は、減光手段のしての役目を有するものであり、またアノードを兼ねるものである。なお、このＣｒ薄膜３６には、アノード電圧がリード線３６を介して印加されている。更に、ガラスバルブ３０の受光面３０ａの外側面及び側壁の外面には、導電膜４０が形成されておりグランド電位とされている。
【００３０】
この光電管８に光子が入射すると、光電面３２から入射光量に応じた光電子が放出される。この光電子はアノードを兼ねているＣｒ薄膜３６において収集され入射光が電気信号として検出される。この光電管８においては、導電膜４０を設けたことにより光電管８から出力される電気信号のノイズを低減することができる。またＣｒ薄膜３６により受光面３０ａの透過率を変化させることができる。
【００３１】
なお、上述の各実施の形態においては、受光面板１２の内側面にＣｒ膜１４が蒸着されているが、これに限らずＡｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ等を蒸着するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば、強力な光が受光部に入射した場合であっても受光部の内側面に設けられた金属膜により減光されるため、強力な光についても光量を正確に測定することができる。また、金属膜が陽極を兼ねるため光電子を効率よく収集することができ、電流−電圧特性（リニアリティ）の改善を図ることができる。
【００３３】
また、この発明によれば、光電管の受光部の径（Ｒ）、陰極と陽極の間隔（ｔ）が所定値を有し、受光部の径（Ｒ）と陰極と陽極の間隔（ｔ）が所定の関係を有するため光電管の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる光電管の斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる光電管の三面を示す図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態にかかる遮光手段として用いられるＣｒの蒸着量と光透過率との関係を示すグラフである。
【図４】この発明の第２の実施の形態にかかる光電管の側断面図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態にかかる光電管の側断面図である。
【図６】この発明の第４の実施の形態にかかる光電管の側断面図である。
【図７】従来の光電管の側断面図である。
【符号の説明】
２，４，６，８…光電管、１０…金属バルブ（側管）、１２…受光面板、１４…Ｃｒ薄膜、１６…金属ステム、１８…金属排気管、２０…光電面（光電陰極）、２２…陰極取り出し線、２４…テーパー状ハーメチックガラス、４０…導電膜。
【図１】
0003854722.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003854722.tif 000005
【図５】
0003854722.tif 000006
【図６】
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【図７】
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