JP4640881B2 - 光電子増倍管 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は光電子増倍管に関し、特に耐振性に優れ、パルスリニアリティ特性と時間応答性を向上させた光電子増倍管に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平2−291655号公報には、サーキュラーゲージ型の電子増倍部を有する光電子増倍管が記載されている。サーキュラーゲージ型の電子増倍部では、相互に対向するダイノード間に形成されたダイノード内部空間経路が管軸に対して直交する軸の周りに円弧状をなし、第2段ダイノードとアノードとが、管軸に対して反対側に位置するようになっている。このため、光電子増倍管が管軸方向に短縮化され、全体の形状が小型化されている。
【0003】
この光電子増倍管では、ダイノード内部空間経路を円弧状に形成するために、円弧の外側に凹面状のダイノードを配置し、円弧の内側に略平面状で、かつ、外側のダイノードに比較して小さい表面積を有するダイノードを配置している。アノード電極はポール形状をなし、最終段のダイノードに取り囲まれる形で配置されている。アノード電極がポール状をなしているため、耐振性に優れている。
【0004】
しかしながら、かかる構造では、内側に配置されたダイノードの表面積が外側に配置されたダイノードの表面積と比較して小さいために、内側に配置されたダイノード近傍における電子密度が高くなってしまう。特に、アノードに近づくに従い電子が増倍されていくので、最終段の一つ手前のダイノードの表面積が小さいために、その近傍における電子密度が非常に高くなってしまう。このため、空間電荷効果が発生し易くなるという問題を生じる。しかも、アノード電極が、ポール形状になっているので、電界強度が弱い。これら空間電荷効果と電界強度の弱さのため、特開平2−291655号公報に記載のあるサーキュラーゲージ型の電子増倍構造では、パルスリニアリティ特性が悪い。即ち、入力する光強度の増大に伴って出力信号がリニアに増大せず、むしろ出力信号レベルが低下するという現象をもたらす。
【0005】
パルスリニアリティを向上させた光電子増倍管としては、特開平7−245078号公報に記載されたものがある。同公報には、上記特開平2−291655号公報記載の光電子増倍管と同様、第2段目のダイノードとアノードとを管軸に対して反対側に配置することで管軸方向の長さを短縮した光電子増倍管が記載されている。この光電子増倍管では、複数段のダイノードからなる電子増倍部を、複数のボックスアンドグリッド型ダイノードからなる前段部と、複数のラインフォーカス型ダイノードからなる後段部とから構成している。前段部にボックス型ダイノードを複数段設けることで相互に対向するダイノード間に形成されたダイノード内部空間経路を湾曲させ、後段部では複数のラインフォーカス型ダイノードの内部空間経路が直線状になるように配置している。アノード電極は平面上に形成されたメッシュ形状とし、最終段ダイノードと最終段ダイノードの一段手前のダイノードとの間に配置している。
【0006】
かかる構成によれば、電子密度が高くなっていく後段部に互いに大きさの等しいラインフォーカス型ダイノードを使用しているために、高電子密度化を防止でき、空間電荷効果を抑制することができる。
【0007】
また、特開平7−245078号公報記載の光電子増倍管では、アノード電極をメッシュ形状としたため、電界強度を大きくすることができる。したがって、特開平2−291655号公報記載のサーキュラーゲージ型電子増倍構造とは異なり、パルスリニアリティ特性を向上させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特開平7−245078号公報の光電子増倍管では、電子増倍部にボックス型ダイノードを使用している。ボックス型ダイノードは、ボックス型2次電子放出部とグリッドとからなる複雑かつ大型の構成であり、小型化を図りづらく、また、耐振性の点でも問題があった。
【0009】
また、ボックス型ダイノードを使用しているために、電子の走行時間が長くなり、時間応答性が十分ではなかった。
【0010】
そこで、本発明は、耐振性とパルスリニアリティ特性が良好で、しかも時間応答性を向上させた光電子増倍管を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、管軸に沿って延びる管状真空容器と、該管状真空容器の管軸方向端面に位置し、入射した光を光電変換して電子を放出する光電面と、内壁に二次電子面を有し、nを8以上の所定の整数とするとき、該電子を順次増倍するためのn段のダイノードと、該n段のダイノードで増倍された電子を受け取るためのアノードとからなる光電子増倍管において、初段のダイノードを該光電面に対向配置し、iを2以上(n−1)以下の整数とするとき、第i段目のダイノードの該二次電子面は第(i−1)段面と第(i+1)段目のダイノードの該二次電子面に対向配置し、第(n−2)段目及び第(n−1)段目のダイノードに該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一のダイノードを使用すると共に、第3段目及び第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードよりも小さいダイノードを使用して、相互に対向するダイノード間に形成されるダイノード内部空間経路が該管軸を横切るように該n段のダイノードを配列し、該アノードとしてメッシュ状アノードを使用し、該メッシュ状アノードを該管軸に対して該第2段目のダイノードとは反対側に配設した光電子増倍管を提供している。
【0012】
かかる光電子増倍管によれば、第3段目及び第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードよりも小さい。このため、アノードを管軸に対して該第2段目のダイノードとは反対側に設けることができ、光電子増倍管を管軸方向に小型化することができる。
【0013】
しかも、第(n−1)段目及び第(n−2)段目のダイノードは第2段目のダイノードと略同一形状であるために、第(n−1)段目及び第(n−2)段目のダイノードの近傍において電子密度が過度に増加することがない。このため、空間電荷の影響を小さくすることができ、パルスリニアリティを向上させることができる。また、アノードがメッシュ状になっているため、アノードを最終段のダイノードに近づけ、平行電界で電界強度を高め、空間電荷効果の影響を抑えることができる。これにより、パルスリニアリティを一層向上させることができる。しかも、比較的広い範囲で電子を受けて取込むことができる。
【0014】
また、該第2段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなるのが好ましい。
【0015】
かかる光電子増倍管によれば、ボックスアンドグリッド型のダイノードを使用した場合と比較してダイノードの構成が単純で小型であるため、耐振性がよい。従って、石油資源探査等、高い耐振性が要求される環境でも使用することができる。また、時間応答性がよくなる。
【0016】
また、nは9以上であり、第(n−3)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一であるのが好ましい。
【0017】
かかる光電子増倍管によれば、第(n−3)段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【0018】
また、nは10以上であり、第(n−4)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一であるのが好ましい。
【0019】
かかる光電子増倍管によれば、第(n−4)段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【0020】
また、該第3段目及び該第5段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面のみから形成されるのが好ましい。
【0021】
かかる光電子増倍管によれば、前段のダイノードからの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードの方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードに対して適正軌道をとる。
【0022】
また、該第3段目及び該第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードと略相似形状であってもよい。
【0023】
かかる光電子増倍管によれば、第3段目及び第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードと略相似形状で、該第2段目のダイノードを縮小した形状であるので、第3段目及び第5段目のダイノードの二次電子面が断面円弧状をなす曲面のみから形成される場合と同様の効果を得ることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による光電子増倍管について図1乃至図6に基づき説明する。本実施の形態の光電子増倍管1は、管軸Xを有する管状真空容器2を備えている。図1は、光電子増倍管1を管軸Xに沿って切断した様子を示す断面図である。管状真空容器2は、例えばコバールガラスのような素材からなる。
【0025】
この管状真空容器2の管軸X方向両端部は閉じており、一端部は面状をなし、その内面には光を受けて電子を放出する光電面2Aが形成されている。光電面2Aは、例えば管状真空容器2の一端部内面側に予め蒸着させておいたアンチモンにアルカリ金属蒸気を反応させることで形成される。また、管状真空容器2の他端部には、各ダイノードDy1〜Dy10やアノードA等に所望の電位を与えるための複数のリードピン2Bが設けられている。なお、図1には、便宜上リードピン2Bを2本のみ示す。光電面2Aは、図示しない接続部品により該当するリードピン2Bに接続されており、−1000Vの電圧が印加される。
【0026】
管状真空容器2の光電面2Aに面する位置には、管軸Xに垂直な面を有するカップ状のフォーカス電極3が配設されている。このフォーカス電極3には、管軸Xに垂直な面上であって、管軸Xと交差する位置を中心とする中央開口部3aが形成され、中央開口部3aにはメッシュ電極3Aが取付けられている。フォーカス電極3及びメッシュ電極3Aは、それぞれ該当するリードピン2Bに接続され、第1段目のダイノードDy1と同一の電位とされる。
【0027】
フォーカス電極3の光電面2Aに面する側とは反対側には、電子を順次増倍するためのダイノードDy1〜Dy10が配設されている。ダイノードDy1〜Dy10は、それぞれ二次電子面を有する。
【0028】
フォーカス電極3の中央開口部3aに面する位置に、第1段目のダイノードDy1が設けられている。第1段目のダイノードDy1は、管軸Xを横切る位置に配設されている。第1段目乃至第10段目のダイノードDy1〜Dy10は、順次隣接する段のダイノードの二次電子面同士が対向するように配置される。隣接するダイノード同士の間の空間が連なることにより形成されるダイノード内部空間経路が管軸Xを横切るようにダイノードDy1〜Dy10が配列されており、アノードAは、管軸Xに対して第2段目のダイノードDy2と反対側に設けられる。即ち、図1に示すように、第2段目のダイノードDy2は、管軸Xより左側に位置し、アノードAは、管軸Xより右側に位置する。最終段である第10段目のダイノードDy10とその一つ上段の第9段目のダイノードDy9との間には、メッシュ状のアノードAが配置されている。
【0029】
ダイノードDy1〜Dy10、アノードAは図示せぬ配線によりそれぞれ対応するリードピン2Bに接続され、それぞれ所定の電位が印加される。本実施の形態では、各段のダイノードDy1〜Dy10への印加電圧は以下の通りである。第1段目のダイノードDy1は−800V、第2段目のダイノードDy2は−720V、第3段目のダイノードDy3は−640V、第4段目のダイノードDy4は−560V、第5段目のダイノードDy5は−480V、第6段目のダイノードDy6は−400V、第7段目のダイノードDy7は−320V、第8段目のダイノードDy8は−240V、第9段目のダイノードDy9は−160V、第10段目のダイノードDy10は−80V、アノードAは0Vにされる。
【0030】
第2段目のダイノードDy2、第4段目のダイノードDy4、第6段目乃至第9段目のダイノードDy6〜Dy9は同一の形状をしている。図2に第2段目のダイノードDy2の詳細な形状を示す。第2段目のダイノードDy2は、断面円弧状をなす曲面部Dy2Aと該曲面部に面一に連なる平面部Dy2Bとを有し、曲面部Dy2Aと平面部Dy2Bとにより二次電子面が構成される。また、曲面部Dy2Aの長手方向両端部には、曲面部Dy2Aから立設する側面部Dy2Cがプレス形成されている。両側面部Dy2Cから外方に延びる第1の耳部Dy2Dが形成されている。また、平面部Dy2Bの長手方向両端部には、同じく外方に延びる第2の耳部Dy2Eが形成されている。第1の耳部Dy2Dと第2の耳部Dy2Eは、互いに平行面をなすことなく、一定の角度をもって位置する。また、第1の耳部Dy2D及び第2の耳部Dy2Eの中央部には、それぞれの厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【0031】
第3段目のダイノードDy3及び第5段目のダイノードDy5は同一の形状をしている。図3に第3段目のダイノードDy3の詳細な形状を示す。第3段目のダイノードDy3は、断面円弧状をなす曲面部Dy3Aを有する。曲面部Dy3Aは二次電子面をなし、他段のダイノードの二次電子面(Dy2A+Dy2B)よりも面積が小さい。これにより、第3段目のダイノードDy3(及び第5段目のダイノードDy5)は、他段のダイノードよりも小型に形成される。また、曲面部Dy3Aの長手方向両端部には、曲面部Dy3Aから立設する側面部Dy3B、Dy3Bがプレス形成されている。側面部Dy3Bの曲面部Dy3Aに続く側とは反対側面に、側面部Dy3Bから垂直に外方に延びる面状の第1の耳部Dy3Cが形成されている。第1の耳部Dy3Cの中央部には、厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【0032】
図6からわかるように、第1段目のダイノードDy1の二次電子面Dy1Aの長手方向両端部には、二次電子面Dy1Aから立設した側面部Dy1Bが形成されており、側面部Dy1Bには外方に延びる第1の耳部Dy1Cが形成されている。第1の耳部Dy1Cの中央部には、厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【0033】
図5からわかるように、第10段目のダイノードDy10は平面状の二次電子面Dy10Aと、その両端から立設した2つの面Dy10B、Dy10Cを有し、断面がコの字形状となっている。二次電子面Dy10A、面Dy10B、Dy10Cの長手方向両端部には、それぞれ二次電子面Dy10A、面Dy10B、Dy10Cの長手方向に面一に延びる3つの耳部Dy10D、Dy10E、Dy10Fが形成されている。耳部Dy10EとDy10Fは互いに平行で、耳部Dy10Dは耳部Dy10E、Dy10Fに対して垂直に形成されている。耳部Dy10D、Dy10E、Dy10Fの中央部には、それぞれの厚さ方向に打ち出し加工部が形成されている。
【0034】
アノードAは、図4に示されるように、平面上に形成されたメッシュ状をなす二次電子受け部A1を有し、二次電子受け部A1の長手方向両端部に、二次電子受け部A1と面一をなして延びる耳部A2、A3が形成されている。
【0035】
図6に示されるように、ダイノードDy1〜Dy10及びアノードAは、その長手方向両端部において基板4、5に支持される。基板5にはスリット状の固定貫通孔Dy1c、Dy2d、Dy2e、Dy3c、Dy4d、Dy4e、Dy5c、Dy10d、Dy10e、Dy10f、a2、a3が穿設されている。図示はしないが、基板4にも同様のスリット状の固定貫通孔が形成されている。
【0036】
図5はダイノードDy1〜Dy10及びアノードAが基板4に保持され、基板5には未だ保持されていない様子を正面視したものである。図6は、各ダイノードDy1〜Dy10及びアノードAを基板5に保持させるときの様子を示す。なお、各ダイノードDy1〜Dy10及びアノードAの耳部Dy1C、Dy2D、Dy2E、Dy3C、Dy4D、Dy4E、Dy5C、Dy10D、Dy10E、Dy10Fを基板4に保持させる場合も、以下の説明と同様である。
【0037】
第1段目のダイノードDy1は、第1の耳部Dy1Cが固定貫通孔Dy1cに挿入されることにより基板5に保持される。第2段目のダイノードDy2は、第1の耳部Dy2Dが固定貫通孔Dy2dに挿入され、第2の耳部Dy2Eが固定貫通孔Dy2eに挿入されることにより基板5に保持される。第3段目のダイノードDy3は、第1の耳部Dy3Cが固定貫通孔Dy3cに挿入されることにより基板5に保持される。第4段目のダイノードDy4は、第1の耳部Dy4Dが固定貫通孔Dy4dに挿入され、第2の耳部Dy4Eが固定貫通孔Dy4eに挿入されることにより基板5に保持される。第5段目のダイノードDy5は、第1の耳部Dy5Cが固定貫通孔Dy5cに挿入されることにより基板5に保持される。第6段目乃至第9段目のダイノードDy6〜Dy9は、第2段目及び第4段目のダイノードDy2、Dy4と同様に、第1の耳部及び第2の耳部がそれぞれ対応する固定貫通孔に挿入されることにより基板5に保持される。ダイノードDy10は、耳部Dy10Dが固定貫通孔Dy10dに挿入され、耳部Dy10Eが固定貫通孔Dy10eに挿入され、耳部Dy10Fが固定貫通孔Dy10fに挿入されることにより基板5に保持される。アノードAは、耳部A2が固定貫通孔a2に挿入され、耳部A3が固定貫通孔a3に挿入されることにより基板5に保持される。
【0038】
このとき、各耳部には上述のように打ち出し加工部が形成されているために、耳部が対応する固定貫通孔に圧入される形となり、ダイノードDy1〜Dy10は、基板5に良好に固定される。第6段目乃至第9段目のダイノードDy1〜Dy10の耳部についても同様である。
【0039】
このとき、第1の耳部Dy1C、Dy2D、 Dy3C、Dy4D、 Dy5C及び耳部Dy10E、Dy10F、A2、A3は、基板5の厚さよりも長く形成されており、基板5から突出し、リードピン2Bに接続されるための端子となる。第6段目乃至第9段目のダイノードDy6〜Dy9の第1の耳部についても同様である。これらの耳部Dy1C、Dy2D、 Dy3C、Dy4D、 Dy5C、Dy10E、Dy10F、A2、A3の基板5から突出した部分をひねることにより、ダイノードDy1〜Dy5、Dy10、アノードAをより強固に基板5に固定してもよい。第6段目乃至第9段目のダイノードDy6〜Dy9についても同様である。
【0040】
一方、第2の耳部Dy2E、 Dy4E及び耳部Dy10Dは、それぞれ基板5の厚さよりも短く形成されており、基板5の外側に突出することはなく、配線の邪魔にならない。第6段目乃至第9段目のダイノードDy6〜Dy9の第2の耳部についても同様である。また、基板5から突出する耳部を減らすことができるので、ダイノードDy1〜Dy10の耳部同士の近接配置を回避することができ、耐圧の問題が生じない。
【0041】
通常、第i段目のダイノードDyiの二次電子面から放出された二次電子が第(i+1)段目のダイノードDy(i+1)の二次電子面の効率の良い部分に入射するようにするため、第i段目のダイノードDyiの二次電子面と第(i+1)段目のダイノードyD(i+1)の二次電子面の間に、第(i+2)段目のダイノードDy(i+2)が入り込むように配置する。本実施の形態の光電子増倍管1においては、ダイノード内部空間経路が管軸を横切るようにダイノードDy1〜Dy10が湾曲した列をなして配置されているため、湾曲の外側に配置されたダイノード同士の距離は大きくなる。これにより、第i段目のダイノードDyiの二次電子面と第(i+1)段目のダイノードDy(i+1)の二次電子面の間に、湾曲の外側に配置された第(i+2)段目のダイノードDy(i+2)が入り込みにくくなる。しかし、本実施の形態においては湾曲の外側に配置された第2段目、第4段目、第6段目、第8段目のダイノードDy2、Dy4、Dy6、Dy8の二次電子面を断面円弧状をなす曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8Aと曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8Aに面一に連なる平面部Dy2B、Dy4B、Dy6B、Dy8Bとにより形成したので、図1に示すように、第i段目のダイノードDyiの二次電子面と第(i+1)段目のダイノードDy(i+1)の二次電子面の間に、第(i+2)段目のダイノードDy(i+2)が入り込むように配置されている。こうして、第i段目のダイノードDyiと第(i+1)段目のダイノードDy(i+1)の間に第(i+2)段目のダイノードDy(i+2)の電位が染み込む。これにより、第i段目のダイノードDyiの二次電子面から放出された二次電子が第(i+2)段目のダイノードDy(i+2)に引き寄せられ、第(i+1)段目のダイノードDy(i+1)の二次電子面の効率の良い部分に入射するようにすることができる。
【0042】
ここで、第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の二次電子面を断面円弧状の部分のみによって形成したのは、前段のダイノードDy2、Dy4からの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードDy2、Dy4の方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードDy4、Dy6に対して適正軌道をとるようにするためである。第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の二次電子面が平面状であると、前段のダイノードDy2、Dy4と前々段のダイノードDy1、Dy3の間への第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の電位の染み込みが大きくなりすぎ、第1段目及び第3段目のダイノードDy1、Dy3からの電子が、第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の背面に引っ張られてしまって、第2段目及び第4段目のダイノードDy2、Dy4の二次電子面に入射しにくくなる。また、第2段目及び第4段目のダイノードDy2、Dy4の二次電子面から放出された電子が、第5段目及び第7段目のダイノードDy5、Dy7の電位に引っ張られてしまうことにより、次段の第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の好ましい位置に入らないか、あるいは次段ダイノードを抜けて第5段目及び第7段目のダイノードDy5、Dy7の背面に入射してしまうことになる。
【0043】
また、第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5の二次電子面を第2段目、第4段目、第6段目乃至第9段目のダイノードDy2、Dy4、Dy6〜Dy9の二次電子面よりも面積が小さくなるよう形成したのは、湾曲した配列の内側に配置される第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5を小さくすることにより、ダイノード内部空間経路が管軸を横切るようにダイノードDy1〜Dy10を湾曲した列に配置することを可能とするためである。一方で、湾曲した配列の内側に配置される第7段目及び第9段目のダイノードDy7、Dy9の二次電子面を湾曲した配列の外側に配置される第2段目、第4段目、第6段目、第8段目のダイノードDy2、Dy4、Dy6、Dy8の二次電子面と同じ面積を有するよう形成したのは、比較的下段の方に位置するダイノードDy7、Dy9の二次電子面の近傍においては、電子の空間密度が高くなるため、これを少しでも緩和するためである。
【0044】
図1に示されるように、ダイノードDy1〜Dy10に取り囲まれる位置に、光電面2Aに平行な遮光板6が設けられる。遮光板6は、最終段近傍のダイノードDy7〜Dy10と第1段目のダイノードDy1の間に位置して、最終段近傍のダイノードDy7〜Dy10に電子が衝突する際に生じる光やイオンが光電面2Aに向かうのを防止している。遮光板6は、対応するリードピン2Bに接続されることにより、所定の電位とされる。
【0045】
本発明の実施の形態による光電子増倍管1の動作について図1を参照して説明する。光電面2Aに光が入射すると、光電子が放出され、フォーカス電極3で収束されて第1段目のダイノードDy1に送られる。すると、第1段目のダイノードDy1から二次電子が放出され、これが第2段目乃至第10段目のダイノードDy2〜Dy10へと順次送られて次々と二次電子が放出されてカスケード増倍される。最後に、アノードAに収集されて、アノードAから出力信号として取り出される。
【0046】
本発明による光電子増倍管は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施の形態においては第3段目のダイノード及び第5段目のダイノードの二次電子面を断面円弧状にしているが、第2段目、第4段目、第6段目乃至第9段目のダイノードと同様、断面円弧状の曲面部とそれに面一に連なる平面部の複合形状にし、第2段目、第4段目、第6段目乃至第9段目のダイノードと相似形で、これらを縮小した形状としてもよい。
【0047】
【発明の効果】
請求項1記載の光電子増倍管によれば、第3段目及び第5段目のダイノードの二次電子面は該第2段目のダイノードの二次電子面よりも面積が小さい。このため、アノードを管軸に対して該第2段目のダイノードとは反対側に設けることができ、光電子増倍管を管軸方向に小型化することができる。
【0048】
しかも、第(n−1)段目及び第(n−2)段目のダイノードは第2段目のダイノードと略同一形状であるために、第(n−1)段目及び第(n−2)段目のダイノードの近傍において電子密度が過度に増加することがない。このため、空間電荷の影響を小さくすることができ、パルスリニアリティを向上させることができる。また、アノードがメッシュ状になっているため、アノードを最終段のダイノードに近づけ、平行電界で電界強度を高め、空間電荷効果の影響を抑えることができる。これにより、パルスリニアリティを一層向上させることができる。しかも、比較的広い範囲で電子を受けて取込むことができる。
【0049】
請求項2記載の光電子増倍管によれば、第2段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなるので、ボックスアンドグリッド型のダイノードを使用した場合と比較してダイノードの構成が単純で小型であるため、耐振性がよい。従って、石油資源探査等、高い耐振性が要求される環境でも使用することができる。また、時間応答性がよくなる。
【0050】
請求項3記載の光電子増倍管によれば、第(n−3)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと略同一形状であるので、第(n−3)段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【0051】
請求項4記載の光電子増倍管によれば、第(n−4)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと略同一形状であるので、第(n−4)段目のダイノード付近における電子密度の過度な増加を防止してパルスリニアリティを一層向上させることができる。
【0052】
請求項5記載の光電子増倍管によれば、第3段目及び第5段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなすので、前段のダイノードからの電子を受けやすく、しかも二次電子の放出方向を前段のダイノードの方向に少し向けてやることにより、二次電子が次段のダイノードに対して適正軌道をとる。
【0053】
請求項6記載の光電子増倍管によれば、第3段目及び第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードと略相似形状で、該第2段目のダイノードを縮小した形状であるので、請求項5記載の光電子増倍管と略同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による光電子増倍管1を示す断面図。
【図2】本発明の実施の形態による光電子増倍管1の第2段目、第4段目、第6乃至第9段目のダイノードDy2、Dy4、Dy6〜Dy9を示す図であり、(a)は正面図、(b)は下面図、(c)は側面図、(d)は斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態による光電子増倍管1の第3段目及び第5段目のダイノードDy3、Dy5を示す図であり、(a)は正面図、(b)は下面図、(c)は側面図、(d)は斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態による光電子増倍管1のアノードAを示す正面図。
【図5】ダイノードDy1〜Dy10及びアノードAを基板4に保持させた様子を示す正面図。
【図6】ダイノードDy1〜Dy10及びアノードAを基板5に挿入する様子を示す斜視図。
【符号の説明】
1 光電子増倍管
X 管軸
2 管状真空容器
2A 光電面
Dy1〜Dy10 ダイノード
A アノード
Claims (6)
- 管軸に沿って延びる管状真空容器と、
該管状真空容器の管軸方向端面に位置し、入射した光を光電変換して電子を放出する光電面と、
内壁に二次電子面を有し、nを8以上の所定の整数とするとき、該電子を順次増倍するためのn段のダイノードと、
該n段のダイノードで増倍された電子を受け取るためのアノードとからなる光電子増倍管において、
初段のダイノードを該光電面に対向配置し、iを2以上(n−1)以下の整数とするとき、第i段目のダイノードの該二次電子面は第(i−1)段面と第(i+1)段目のダイノードの該二次電子面に対向配置し、
第(n−2)段目及び第(n−1)段目のダイノードに該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一のダイノードを使用すると共に、第3段目及び第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードよりも小さいダイノードを使用して、相互に対向するダイノード間に形成されるダイノード内部空間経路が該管軸を横切るように該n段のダイノードを配列し、該アノードとしてメッシュ状アノードを使用し、該メッシュ状アノードを該管軸に対して該第2段目のダイノードとは反対側に配設したことを特徴とする光電子増倍管。 - 該第2段目ダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面と該曲面に面一に連なる平面とからなることを特徴とする請求項1記載の光電子増倍管。
- 前記nは9以上であり、第(n−3)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一であることを特徴とする請求項1または2記載の光電子増倍管。
- 前記nは10以上であり、第(n−4)段目のダイノードが該第2段目のダイノードと形状及び大きさが同一であることを特徴とする請求項3記載の光電子増倍管。
- 該第3段目及び該第5段目のダイノードの二次電子面は断面円弧状をなす曲面のみから形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の光電子増倍管。
- 該第3段目及び該第5段目のダイノードは該第2段目のダイノードと略相似形状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の光電子増倍管。
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