JP6734738B2 - 電子増倍体、及び、光電子増倍管 - Google Patents

Description

本発明は、電子増倍体、及び、光電子増倍管に関する。

特許文献１には、波状の通路が設けられた直方体状のダイノードエレメントを備える電子増倍体が記載されている。この電子増倍体では、波状の溝部が形成された２つのブロックを組み合わせることにより通路及びダイノードエレメントが形成される。

米国特許第３，２４４，９２２号明細書

ところで、現在、電子増倍体に対して複数のチャネルを設ける（マルチチャネル化する）ことにより、ゲインや出力波高分布を向上することが検討されている。上述したように、特許文献１に記載の電子増倍体では、２つのブロックのそれぞれに波状の溝部を形成すると共に、これらのブロックを組み合わせて１つの通路（チャネル）を形成している。

したがって、マルチチャネル化を行うためには、この電子増倍体を必要なチャネルの数だけ配列して一体化することが考えられる。しかしながら、この場合には、互いに隣接するチャネル間に、少なくとも、各ブロックの外表面と溝部の内面と間の部分が介在することになる。したがって、チャネル間にデッドスペースが増加する。

本発明は、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化を行うことが可能な電子増倍体、及び光電子増倍管を提供することを目的とする。

本発明に係る電子増倍体は、第１方向に沿って延在する本体部と、第１方向における本体部の一端面及び他端面に開口するように本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第１チャネルと、第１方向における一端面及び他端面に開口するように本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第２チャネルと、を備え、本体部は、第１方向に交差する第２方向に沿って互いに積層され、第１チャネル及び第２チャネルを形成するための第１板状部材及び第２板状部材を有し、第１板状部材は、第２方向に交差する第１表面及び第１裏面と、第１表面から第１裏面に至ると共に第１表面及び第１裏面に沿って延びる第１孔部が形成された第１孔部領域と、第１孔部領域に隣接する第１中実領域と、を含み、第２板状部材は、第２方向に交差する第２表面及び第２裏面と、第２表面から第２裏面に至ると共に第２表面及び第２裏面に沿って延びる第２孔部が形成された第２孔部領域と、第２孔部領域に隣接する第２中実領域と、を含み、第１孔部領域は、第２方向に沿って第２中実領域に対向しており、第２孔部領域は、第２方向に沿って第１中実領域に対向しており、第１チャネルは、第１孔部の内面と、第２中実領域における第１孔部内に臨む面と、を含んで形成されており、第２チャネルは、第２孔部の内面と、第１中実領域における第２孔部内に臨む面と、を含んで形成されている。

この電子増倍体は、本体部に対して第１チャネルと第２チャネルとの複数のチャネルが設けられている。本体部は、互いに積層された第１板状部材及び第２板状部材を有する。第１板状部材は、第１孔部が形成された第１孔部領域と第１孔部領域に隣接する第１中実領域とを含む。第２板状部材は、第２孔部が形成された第２孔部領域と第２孔部領域に隣接する第２中実領域とを含む。第１板状部材の第１孔部領域は、第２方向（板状部材の積層方向）に沿って第２板状部材の第２中実領域に対向する。第２板状部材の第２孔部領域は、第２方向に沿って第１板状部材の第１中実領域に対向する。

つまり、第２方向における第１孔部の少なくとも一方の開口は、第２板状部材の第２中実領域によって塞がれ、第２方向における第２孔部の少なくとも一方の開口は、第１板状部材の第１中実領域によって塞がれる。これにより、第１チャネルは、第１孔部の内面と、第２中実領域における第１孔部内に望む面と、を含んで形成され、第２チャネルは、第２孔部の内面と、第１中実領域における第２孔部内に望む面と、を含んで形成される。

このように、この電子増倍体においては、第１板状部材が、第１孔部において第１チャネルの形成に寄与すると共に、第１中実領域において第２チャネルの形成に寄与する。また、第２板状部材は、第２中実領域において第１チャネルの形成に寄与すると共に、第２孔部において第２チャネルの形成に寄与する。このため、一対のブロックによって単一のチャネルを形成する場合と比較して、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化を行うことが可能となる。

本発明に係る電子増倍体においては、第１板状部材は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向に沿って配列された複数の第１孔部領域及び複数の第１中実領域を含み、第２板状部材は、第３方向に沿って配列された複数の第２孔部領域及び複数の第２中実領域を含んでもよい。この場合、第３方向に沿って配列された複数の第１チャネル及び複数の第２チャネルを形成可能である。

本発明に係る電子増倍体においては、本体部は、複数の第１板状部材及び複数の第２板状部材を有し、第１板状部材と第２板状部材とは、第２方向に沿って交互に積層されていてもよい。この場合、第２方向に沿って配列された複数の第１チャネル及び複数の第２チャネルを形成可能である。

本発明に係る電子増倍体においては、第１板状部材には、第１表面から第１裏面に至ると共に一端面から第１孔部に接続されるように延びる第３孔部が設けられており、第２板状部材には、第２表面から第２裏面に至ると共に一端面から第２孔部に接続されるように延びる第４孔部が設けられており、第３孔部と第４孔部とは、第２方向に沿って互いに重複していてもよい。この場合、第３孔部と第４孔部とによって、第１チャネル及び第２チャネルのそれぞれの電子入射部が形成される。特に、ここでは、第１チャネル及び第２チャネルの電子入射部が互いに重複することになる。このため、電子入射部間のデッドスペースを削減可能である。

本発明に係る電子増倍体においては、第１孔部及び第２孔部は、それぞれ、第１方向に沿って延びる第１部分と、第１方向に交差する方向に延びる第２部分と、を含んでもよい。この場合、第１チャネル及び第２チャネルを長くしてゲインを向上させることができる。また、この場合には、第１孔部及び第２孔部のそれぞれの第２部分によって、第１チャネル及び第２チャネルにおけるイオンフィードバックが抑制される。

本発明に係る電子増倍体においては、第１孔部の内面、第２中実領域における第１孔部内に臨む面、第２孔部の内面、及び、第１中実領域における第２孔部内に臨む面には、抵抗層及び二次電子増倍層が順に形成されていてもよい。

本発明に係る電子増倍体においては、第１板状部材及び第２板状部材は、導電体であり、第１孔部の内面、第２中実領域における第１孔部内に臨む面、第２孔部の内面、及び、第１中実領域における第２孔部内に臨む面と、抵抗層と、の間には、絶縁膜が形成されていてもよい。

本発明に係る光電子増倍管は、上記のいずれかの電子増倍体と、電子増倍体を収容する管体と、一端面における第１チャネル及び第２チャネルの開口に臨むように管体に設けられ、第１チャネル及び第２チャネルに光電子を供給する光電面と、他端面における第１チャネル及び第２チャネルの開口に臨むように管体内に配置され、第１チャネル及び第２チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える。

本発明に係る光電子増倍管は、上記のいずれかの電子増倍体と、一端面における第１チャネル及び第２チャネルの開口を塞ぐように設けられ、第１チャネル及び第２チャネルに光電子を供給する光電面と、他端面における第１チャネル及び第２チャネルの開口を塞ぐように設けられ、第１チャネル及び第２チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える。

これらの光電子増倍管は、上述した電子増倍体を備えている。したがって、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化が可能である。

本発明によれば、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化を行うことが可能な電子増倍体、及び光電子増倍管を提供することができる。

本実施形態に係る光電子増倍管の概略的な断面図である。 図１に示された電子増倍体の斜視図である。 図１に示された電子増倍体の斜視図である。 図２，３に示された電子増倍体の分解斜視図である。 図４に示された第１板状部材及び第２板状部材の平面図である。 図１に示された電子増倍体の製造方法の各工程を示す図である。 図１に示された電子増倍体の製造方法の各工程を示す図である。 図１に示された電子増倍体の製造方法の各工程を示す図である。 図１に示された電子増倍体の製造方法の各工程を示す図である。 変形例に係る電子増倍体を示す図である。 変形例に係る光電子増倍管を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図には、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、及び、第３方向Ｄ３を規定する直交座標系Ｓを示す場合がある。

図１は、本実施形態に係る光電子増倍管の概略的な断面図である。図２及び図３は、図１に示された電子増倍体の斜視図である。図１〜３に示されるように、光電子増倍管１は、電子増倍体（チャネル電子増倍体：ＣＥＭ）２と、管体３と、光電面４と、陽極５と、を備えている。電子増倍体２は、第１方向Ｄ１に沿って延在する直方体状の本体部２０を有する。本体部２０は、例えばセラミック等の絶縁体からなる。本体部２０は、第１方向Ｄ１における端面（一端面）２０ａと、第１方向Ｄ１における端面２０ａの反対側の端面（他端面）２０ｂと、を含む。

端面２０ａには、端面２０ａの外縁に沿った矩形環状の入力電極Ａが設けられている。端面２０ｂには、端面２０ｂの外縁に沿った矩形環状の出力電極Ｂが設けられている。これらの入力電極Ａ及び出力電極Ｂによって、端面２０ａよりも端面２０ｂ側が相対的に高電位となるように、本体部２０の全体に第１方向Ｄ１に沿った電位差が付与されている。

電子増倍体２は、複数の第１チャネル２１と、複数の第２チャネル２２と、を有する。すなわち、光電子増倍管１及び電子増倍体２は、マルチチャネル化されている。第１チャネル２１及び第２チャネル２２は、本体部２０の端面２０ａ，２０ｂに開口している。すなわち、第１チャネル２１及び第２チャネル２２は、本体部２０の端面２０ａから端面２０ｂに至るように延在している。

第１チャネル２１は、電子入射部２３と、電子増倍部２５と、を含む。電子入射部２３は、端面２０ａに開口する開口部２３ａを含む。電子入射部２３は、開口部２３ａと反対側の端部において電子増倍部２５に接続されている。電子増倍部２５は、電子入射部２３との接続部分から第１方向Ｄ１に沿って延在して端面２０ｂに至り、端面２０ｂに開口している。第１チャネル２１は、電子入射部２３から入射した電子に応じて、電子増倍部２５において二次電子を放出する。

第２チャネル２２は、電子入射部２４と、電子増倍部２６と、を含む。電子入射部２４は、端面２０ａに開口する開口部２４ａを含む。電子入射部２４は、開口部２４ａと反対側の端部において電子増倍部２６に接続されている。電子増倍部２６は、電子入射部２４との接続部分から第１方向Ｄ１に沿って延在して端面２０ｂに至り、端面２０ｂに開口している。第２チャネル２２は、電子入射部２４から入射した電子に応じて、電子増倍部２６において二次電子を放出する。

第１チャネル２１と第２チャネル２２とは、第２方向Ｄ２（後述する板状部材の積層方向であって、第１方向Ｄ１に交差（直交）する方向）に沿って、電子入射部２３と電子入射部２４とにおいて互いに重複すると共に、電子増倍部２５と電子増倍部２６とにおいて互いに重複していない（第３方向Ｄ３に沿って互いに離間している）。なお、第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に交差（直交）する方向である。

管体３は、電子増倍体２を収容している。第１方向Ｄ１における管体３の一方の端部３ａは開放されており、他方の端部３ｂは封止されている。電子増倍体２は、本体部２０の端面２０ａが管体３の端部３ａ側に位置するように、管体３に収容されている。

光電面４は、光の入射に応じて光電子を発生させる。光電面４は、端面２０ａにおける第１チャネル２１の開口部（開口）２３ａ及び第２チャネル２２の開口部（開口）２４ａに臨むように管体３に設けられている。ここでは、光電面４は、管体３の端部３ａを封止するように管体３に設けられている。光電面４は、電子入射部２３，２４を介して、第１チャネル２１及び第２チャネル２２に光電子を供給する。

陽極５は、端面２０ｂにおける第１チャネル２１及び第２チャネル２２の開口（電子増倍部２５，２６の開口）に臨むように管体３内に配置されている。ここでは、陽極５は、矩形環状の絶縁層Ｃを介して出力電極Ｂに取り付けられている。陽極５の中心部分は、出力電極Ｂ及び絶縁層Ｃの開口部から露出し、第１チャネル２１及び第２チャネル２２の開口に臨んでいる。このような構成により、陽極５は、電子増倍部２５，２６を介して第１チャネル２１及び第２チャネル２２から放出される二次電子を受ける。陽極５には、例えば、当該陽極５が受けた二次電子に対応した電気信号のパルスを検出する検出器（不図示）が接続されている。

ここで、図４は、図２，３に示された電子増倍体の分解斜視図である。図２〜４に示されるように、電子増倍体２の本体部２０は、複数の板状部材を互いに積層することにより構成されている。ここでは、本体部２０は、第２方向Ｄ２に沿って互いに積層された複数の第１板状部材３０、複数の第２板状部材４０、及び、一対の第３板状部材５０を有している。第１板状部材３０、第２板状部材４０、及び、第３板状部材５０は、第１チャネル２１及び第２チャネル２２を形成する。第１板状部材３０及び第２板状部材４０の数は、要求されるチャネルの数に応じて任意に設定され得るが、例えば、２つ〜４つ程度である。

第１板状部材３０及び第２板状部材４０は、第２方向Ｄ２に沿って交互に積層されている。第３板状部材５０は、第２方向Ｄ２の両側から、第１板状部材３０と第２板状部材４０との積層体を挟むように、第１板状部材３０及び第２板状部材４０と共に積層されている。したがって、複数の第１板状部材３０のうちの一部は、一対の第２板状部材４０の間に配置され、残部は、第２板状部材４０と第３板状部材５０との間に配置され得る。また、複数の第２板状部材４０のうちの一部は、一対の第１板状部材３０の間に配置され、残部は、第１板状部材３０と第３板状部材５０との間に配置され得る。第１板状部材３０と第２板状部材４０との配置の態様は、例えば、第１板状部材３０及び第２板状部材４０の数等によって異なる。

図４の例では、２つの第１板状部材３０のうちの第２方向Ｄ２の中心側の１つの第１板状部材３０が、一対の第２板状部材４０の間に配置されており、２つの第１板状部材３０のうちの第２方向Ｄ２の外側の１つの第１板状部材３０が、第２板状部材４０と第３板状部材５０との間に配置されている。また、図４の例では、２つの第２板状部材４０のうちの第２方向Ｄ２の中心側の１つの第２板状部材４０が、一対の第１板状部材３０の間に配置されており、２つの第２板状部材４０のうちの第２方向Ｄ２の外側の１つの第２板状部材４０が、第１板状部材３０と第３板状部材５０との間に配置されている。

図５は、図４に示された第１板状部材及び第２板状部材の平面図である。図４，５に示されるように、第１板状部材３０、第２板状部材４０、及び、第３板状部材５０は、第１方向Ｄ１を長手方向とし、第２方向Ｄ２を厚さ方向とする長方形板状を呈している。第１板状部材３０は、第２方向Ｄ２に交差する表面（第１表面）３１及び裏面（第１裏面）３２を含む。第１板状部材３０には、第１チャネル２１を規定する孔が形成されている。

より具体的には、第１板状部材３０には、表面３１から裏面３２に至る孔部（第３孔部）３３及び孔部（第１孔部）３５が形成されている。孔部３３は、第１方向Ｄ１における第１板状部材３０の端面３０ａに至っている。孔部３３は、端面３０ａから第１方向Ｄ１に向かって縮小するテーパ状である。孔部３３は、孔部３５に接続されている。孔部３５は、孔部３３との接続部分から第１方向Ｄ１に沿って波状に延在し、第１方向Ｄ１における第１板状部材３０の端面３０ｂに至っている。

端面３０ａは、本体部２０の端面２０ａを形成する面である。端面３０ｂは、本体部２０の端面２０ｂを形成する面である。したがって、孔部３３は、第１チャネル２１の電子入射部２３に対応し（電子入射部２３を規定し）、孔部３５は、第１チャネル２１の電子増倍部２５に対応する（電子増倍部２５を規定する）。

ここでは、第１板状部材３０に対して、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数（ここでは３つ）の孔部３３，３５が形成されている。第１板状部材３０における孔部３５同士の間の領域、及び、孔部３５よりも外側の領域は、中実となっている。すなわち、第１板状部材３０は、孔部３５が形成された複数の孔部領域（第１孔部領域）３７と、孔部領域３７に隣接する複数の中実領域（第１中実領域）３８と、を含む。ここでは、孔部領域３７は、孔部３５に沿った形状を有している。また、中実領域３８は、ここでは、孔部３５と相補的な形状を有している。孔部領域３７及び中実領域３８は、第３方向Ｄ３に沿って交互に配列されている。

第２板状部材４０は、第２方向Ｄ２に交差する表面（第２表面）４１及び裏面（第２裏面）４２を含む。第２板状部材４０には、第２チャネル２２を規定する孔が形成されている。より具体的には、第２板状部材４０には、表面４１から裏面４２に至る孔部（第４孔部）４３及び孔部（第２孔部）４５が形成されている。孔部４３は、第１方向Ｄ１における第２板状部材４０の端面４０ａに至っている。孔部４３は、端面４０ａから第１方向Ｄ１に向かって縮小するテーパ状である。孔部４３は、孔部４５に接続されている。

孔部４５は、孔部４３との接続部分から第１方向Ｄ１に沿って波状に延在し、第１方向Ｄ１における第２板状部材４０の端面４０ｂに至っている。端面４０ａは、本体部２０の端面２０ａを形成する面である。端面４０ｂは、本体部２０の端面２０ｂを形成する面である。したがって、孔部４３は、第２チャネル２２の電子入射部２４に対応し（電子入射部２４を規定し）、孔部４５は、第２チャネル２２の電子増倍部２６に対応する（電子増倍部２６を規定する）。

ここでは、第２板状部材４０に対して、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数（ここでは３つ）の孔部４３，４５が形成されている。第２板状部材４０における孔部４５同士の間の領域、及び、孔部４５よりも外側の領域は、中実となっている。すなわち、第２板状部材４０は、孔部４５が形成された複数の孔部領域（第２孔部領域）４７と、孔部領域４７に隣接する複数の中実領域（第２中実領域）４８と、を含む。ここでは、孔部領域４７は、孔部４５に沿った形状を有している。また、中実領域４８は、ここでは、孔部４５と相補的な形状を有している。孔部領域４７及び中実領域４８は、第３方向Ｄ３に沿って交互に配列されている。なお、図中の一点鎖線で示された各領域の境界は仮想的なものである。

第１板状部材３０の孔部領域３７は、第２方向Ｄ２に沿って、第２板状部材４０の中実領域４８に対向している。また、第２板状部材４０の孔部領域４７は、第２方向Ｄ２に沿って、第１板状部材３０の中実領域３８に対向している。すなわち、第２方向Ｄ２からみて、孔部３５と孔部４５とは、互いに重複していない（第３方向Ｄ３に沿って互いに離間している）。このため、第１板状部材３０の孔部３５の第２方向Ｄ２における開口は、一対の第２板状部材４０の中実領域４８によって塞がれるか、第２板状部材４０の中実領域４８と第３板状部材５０とによって塞がれる。

また、第２板状部材４０の孔部４５の第２方向Ｄ２における開口は、一対の第１板状部材３０の中実領域３８によって塞がれるか、第１板状部材３０の中実領域３８と第３板状部材５０とによって塞がれる。また、第２方向Ｄ２における孔部３３，４３の開口は、複数の第１板状部材３０及び第２板状部材４０間において連続し、且つ、一対の第３板状部材５０によって塞がれる。

したがって、第１チャネル２１（ここでは電子増倍部２５）は、少なくとも、孔部３５の内面と、中実領域４８における孔部３５内に望む面と、を含んで形成される。より具体的には、第２方向Ｄ２における本体部２０の中心側の第１チャネル２１は、孔部３５の内面と、一対の中実領域４８における孔部３５内に臨む面と、によって形成される。また、第２方向Ｄ２における本体部２０の外側の第１チャネル２１は、孔部３５の内面と、中実領域４８における孔部３５内に臨む面と、第３板状部材５０における孔部３５内に臨む面と、によって形成される。

また、第２チャネル２２（ここでは電子増倍部２６）は、少なくとも、孔部４５の内面と、中実領域３８における孔部４５内に望む面と、を含んで形成される。より具体的には、第２方向Ｄ２における本体部２０の中心側の第２チャネル２２は、孔部４５の内面と、一対の中実領域３８における孔部４５内に臨む面と、によって形成される。また、第２方向Ｄ２における本体部２０の外側の第２チャネル２２は、孔部４５の内面と、中実領域３８における孔部４５内に臨む面と、第３板状部材５０における孔部４５内に臨む面と、によって形成される。

ここでは、上述したように、本体部２０は、第２方向Ｄ２に沿って配列された複数の第１板状部材３０及び第２板状部材４０を有する。そして、第１板状部材３０には、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数の孔部３３，３５が形成されており、第２板状部材４０には、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数の孔部４３，４５が形成されている。したがって、電子増倍体２は、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に沿って２次元状に配列された複数のチャネル（第１チャネル２１及び第２チャネル２２）を備えることになる。

ここで、孔部３５の内面と、中実領域４８における孔部３５内に望む面と、第３板状部材５０における孔部３５内に臨む面と、は、第１チャネル２１の内面２１ｓを形成する（図１参照）。また、孔部４５の内面と、中実領域３８における孔部４５内に望む面と、第３板状部材５０における孔部４５内に臨む面と、は、第２チャネル２２の内面２２ｓを形成する（図１参照）。内面２１ｓ，２２ｓ上には、抵抗層及び二次電子増倍層が順に形成されている。

抵抗層の材料としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）とＺｎＯ（酸化亜鉛）との混合膜、又は、Ａｌ_２Ｏ_３とＴｉＯ_２（二酸化チタン）との混合膜等を用いることができる。また、二次電子増倍層の材料としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３、又は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）等を用いることができる。抵抗層及び二次電子増倍層は、例えば、原子層堆積法（ＡＬＤ：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成される。

引き続いて、以上の電子増倍体２の製造方法の一例を説明する。図６〜９は、図１に示された電子増倍体の製造方法の各工程を示す図である。図６に示されるように、この方法では、まず、第１板状部材３０のための複数の板状部材３０Ａ，第２板状部材４０のための複数の板状部材４０Ａ、及び、第３板状部材５０のための一対の板状部材５０Ａを準備する。板状部材３０Ａ，４０Ａ，５０Ａは、それぞれ、第１方向Ｄ１に沿って配列された複数（ここでは２つ）の第１板状部材３０、第２板状部材４０、及び、第３板状部材５０となる部分を含む。

板状部材３０Ａ，４０Ａには、例えばレーザ加工や金型による打ち抜き等によって複数の孔部３３，３５，４３，４５が形成されている。ここでは、孔部３３，３５，４３，４５は、板状部材３０Ａ，４０Ａの端部に至らないようにされている。

続いて、板状部材３０Ａと板状部材４０Ａとを第２方向Ｄ２に沿って交互に積層すると共に、第２方向Ｄ２における両側から板状部材３０Ａ，４０Ａの積層体を挟むように板状部材５０Ａを配置する。これにより、図７に示されるように、板状部材３０Ａ，４０Ａ，５０Ａからなる積層体６０を形成する。その状態において、積層体６０をプレス及び焼結することにより、板状部材３０Ａ，４０Ａ，５０Ａを互いに一体化する。これにより、積層体６０には、第１方向Ｄ１に沿って配列された複数（ここでは２つ）の本体部２０が構成される。

続く工程においては、図８及び図９に示されるように、一体化された積層体６０を切断することにより複数（ここでは２つ）の本体部２０のそれぞれを切り出す。この工程においては、まず、仮想的な切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を設定する。切断予定ラインＬ１は、本体部２０の間を通るように第３方向Ｄ３に沿って直線状に延びている。切断予定ラインＬ２は、第１方向Ｄ１における積層体６０の両縁部に沿って直線状に延びている。切断予定ラインＬ３は、第３方向Ｄ３における積層体６０の両縁部に沿って直線状に延びている。

切断予定ラインＬ１は、切断予定ラインＬ１に沿った切断が行われたときに、孔部３３，４３がその切断面に開口するように設定されている。また、切断予定ラインＬ２は、切断予定ラインＬ２に沿った切断が行われたときに、孔部３５，４５がその切断面に開口するように設定されている。したがって、切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って積層体６０を切断することにより、板状部材３０Ａ，４０Ａ，５０Ａのそれぞれから、複数（ここでは２つ）の第１板状部材３０、第２板状部材４０、及び、第３板状部材５０が形成され、積層体６０から複数（ここでは２つ）の本体部２０が切り出される。

続く工程においては、それぞれの本体部２０において、少なくとも第１チャネル２１の内面２１ｓ及び、第２チャネル２２の内面２２ｓに対して、原子層堆積法によって、抵抗層及び二次電子増倍層を形成する。これにより、電子増倍体２が作製される。

以上説明したように、電子増倍体２は、本体部２０に対して第１チャネル２１と第２チャネル２２との複数のチャネルが設けられている。本体部２０は、互いに積層された第１板状部材３０及び第２板状部材４０を有する。第１板状部材３０は、孔部３５が形成された孔部領域３７と孔部領域３７に隣接する中実領域３８とを含む。第２板状部材４０は、孔部４５が形成された孔部領域４７と孔部領域４７に隣接する中実領域４８とを含む。第１板状部材３０の孔部領域３７は、第２方向Ｄ２（板状部材の積層方向）に沿って第２板状部材４０の中実領域４８に対向する。第２板状部材４０の孔部領域４７は、第２方向Ｄ２に沿って第１板状部材３０の中実領域３８に対向する。

つまり、第２方向Ｄ２における孔部３５の少なくとも一方の開口は、第２板状部材４０の中実領域４８によって塞がれ、第２方向Ｄ２における孔部４５の少なくとも一方の開口は、第１板状部材３０の中実領域３８によって塞がれる。これにより、第１チャネル２１は、孔部３５の内面と、中実領域４８における孔部３５内に望む面と、を含んで形成され、第２チャネル２２は、孔部４５の内面と、中実領域３８における孔部４５内に望む面と、を含んで形成される。

このように、電子増倍体２においては、第１板状部材３０が、孔部３５において第１チャネル２１の形成に寄与すると共に、中実領域３８において第２チャネル２２の形成に寄与する。また、第２板状部材４０は、中実領域４８において第１チャネル２１の形成に寄与すると共に、孔部４５において第２チャネル２２の形成に寄与する。このため、一対のブロックによって単一のチャネルを形成する場合と比較して、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化を行うことが可能となる。

また、電子増倍体２においては、第１板状部材３０は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に交差する第３方向Ｄ３に沿って配列された複数の孔部領域３７及び複数の中実領域３８を含む。第２板状部材４０は、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数の孔部領域４７及び複数の中実領域４８を含む。このため、第３方向Ｄ３に沿って配列された複数の第１チャネル２１及び複数の第２チャネル２２が形成される。

また、電子増倍体２においては、本体部２０は、複数の第１板状部材３０及び複数の第２板状部材４０を有する。第１板状部材３０と第２板状部材４０とは、第２方向Ｄ２に沿って交互に積層されている。このため、第２方向Ｄ２に沿って配列された複数の第１チャネル２１及び複数の第２チャネル２２が形成される。

さらに、電子増倍体２においては、第１板状部材３０には、表面３１から裏面３２に至ると共に端面３０ａから孔部３５に接続されるように延びる孔部３３が設けられている。第２板状部材４０には、表面４１から裏面４２に至ると共に端面３０ａから孔部４５に接続されるように延びる孔部４３が設けられている。そして、孔部３３と孔部４３とは、第２方向Ｄ２に沿って互いに重複していてもよい。この場合、孔部３３と孔部４３とによって、第１チャネル２１及び第２チャネル２２のそれぞれの電子入射部２３，２４が形成される。特に、ここでは、第１チャネル２１及び第２チャネル２２の電子入射部２３，２４が互いに重複することになる。このため、電子入射部２３，２４間のデッドスペースが削減される。

なお、この電子増倍体２においては、デッドスペースの削減によって、各チャネル内の発熱箇所から外部への放熱経路が短縮されている。よって、以上の電子増倍体２の構成は、温度上昇の抑制にも寄与する。

また、光電子増倍管１は、電子増倍体２を備えている。したがって、デッドスペースの増加を抑制しながらマルチチャネル化が可能である。

以上の実施形態は、本発明に係る電子増倍体及び光電子増倍管の一実施形態について説明したものである。したがって、本発明に係る電子増倍体及び光電子増倍管は、上記の電子増倍体２及び光電子増倍管１に限定されず、各請求項の要旨を変更しない範囲においてそれらを任意に変形したものとすることが可能である。

図１０は、変形例に係る電子増倍体を示す断面図である。図１０の（ａ）に示される電子増倍体２Ａは、電子増倍体２と比較して、第３方向Ｄ３に沿ったチャネル数が異なる。より具体的には、電子増倍体２Ａは、第３方向Ｄ３に沿って、単一の第１チャネル２１及び単一の第２チャネル２２を備えている。なお、電子増倍体２Ａにおいては、第２方向Ｄ２に沿っては、複数の第１チャネル２１及び複数の第２チャネル２２を有している。この電子増倍体２Ａによれば、第３方向Ｄ３に沿って複数の第１チャネル２１及び第２チャネル２２を配列する場合と比較して、第３方向Ｄ３に沿った電子入射部２３，２４同士の間のデッドスペースが削減される。

図１０の（ｂ）に示される電子増倍体２Ｂも、電子増倍体２Ａと同様に、第３方向Ｄ３に沿って、単一の第１チャネル２１及び単一の第２チャネル２２を備えている。しかしながら、電子増倍体２Ｂにおいては、第１チャネル２１及び第２チャネル２２を形成する孔部３５，４５の形状が電子増倍体２，２Ａと相違している。

より具体的には、電子増倍体２Ｂにおいては、孔部３５は、第１方向Ｄ１に沿って延びる一対の第１部分３５ａと、第１方向Ｄ１に交差する第３方向Ｄ３に沿って延びる一対の第２部分３５ｂと、第１方向Ｄ１に沿って延びる単一の第３部分３５ｃと、を含む。ここでは、一方の第１部分３５ａは、端面２０ａ側から第１方向Ｄ１に沿って延びている。また、他方の第１部分３５ａは、第３方向Ｄ３に沿って一方の第１部分３５ａに部分的に重複する位置から、第１方向Ｄ１に沿って延びて端面２０ｂに至っている。さらに第３部分３５ｃは、一方の第１部分３５ａと他方の第１部分３５ａとの間において、第１方向Ｄ１に沿って延びている。そして、第２部分３５ｂは、湾曲しながら第３方向Ｄ３に沿って延び、第１部分３５ａと第３部分３５ｃとを接続している。

孔部４５は、第１方向Ｄ１に沿って延びる一対の第１部分４５ａと、第１方向Ｄ１に交差する第３方向Ｄ３に沿って延びる一対の第２部分４５ｂと、第１方向Ｄ１に沿って延びる単一の第３部分４５ｃと、を含む。ここでは、一方の第１部分４５ａは、端面２０ａ側から第１方向Ｄ１に沿って延びている。また、他方の第１部分４５ａは、第３方向Ｄ３に沿って一方の第１部分４５ａに部分的に重複する位置から、第１方向Ｄ１に沿って延びて端面２０ｂに至っている。さらに第３部分４５ｃは、一方の第１部分４５ａと他方の第１部分４５ａとの間において、第１方向Ｄ１に沿って延びている。そして、第２部分４５ｂは、湾曲しながら第３方向Ｄ３に沿って延び、第１部分４５ａと第３部分４５ｃとを接続している。

このような電子増倍体２Ｂによれば、第１チャネル２１及び第２チャネル２２を長くしてゲインを向上させることができる。また、電子増倍体２Ｂによれば、孔部３５及び孔部４５のそれぞれの第２部分３５ｂ，４５ｂによって、第１チャネル２１及び第２チャネル２２におけるイオンフィードバックが抑制される。

図１１は、変形例に係る光電子増倍管を示す図である。図１１に示されるように、光電子増倍管１Ａは、管体３を備えていない点、及び、光電面４と陽極５との配置に関する点において、光電子増倍管１と相違している。すなわち、光電子増倍管１Ａにおいては、光電面４は、端面２０ａにおける第１チャネル２１及び第２チャネル２２の開口部（開口）２３ａ，２４ａを塞ぐように本体部２０に設けられている。また、陽極５は、端面２０ｂにおける第１チャネル２１及び第２チャネル２２の開口を塞ぐように設けられている。なお、光電子増倍管１Ａは、電子増倍体２に代えて電子増倍体２Ａ又は電子増倍体２Ｂを備えていてもよい。

ここで、上記実施形態においては、本体部２０が絶縁体からなるものとした。しかしながら、本体部２０（すなわち、第１板状部材３０及び第２板状部材４０）は、例えば金属等の導電体からなってもよい。その場合には、第１チャネル２１の内面２１ｓ及び第２チャネル２２の内面２２ｓと抵抗層との間には、絶縁膜が形成される。

１…光電子増倍管、２，２Ａ，２Ｂ…電子増倍体、３…管体、４…光電面、５…陽極、２０…本体部、２０ａ…端面（一端面）、２０ｂ…端面（他端面）、２１…第１チャネル、２２…第２チャネル、３０…第１板状部材、３１…表面（第１表面）、３２…裏面（第２裏面）、３３…孔部（第３孔部）、３５…孔部（第１孔部）、３７…孔部領域（第１孔部領域）、３８…中実領域（第１中実領域）、３５ａ，４５ａ…第１部分、３５ｂ，４５ｂ…第２部分、４０…第２板状部材、４１…表面（第２表面）、４２…裏面（第２裏面）、４３…孔部（第４孔部）、４５…孔部（第２孔部）、４７…孔部領域（第２孔部領域）、４８…中実領域（第２中実領域）。

Claims (9)

1. 第１方向に沿って延在する本体部と、
   前記第１方向における前記本体部の一端面及び他端面に開口するように前記本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第１チャネルと、
   前記第１方向における前記一端面及び前記他端面に開口するように前記本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第２チャネルと、を備え、
   前記本体部は、第１方向に交差する第２方向に沿って互いに積層され、前記第１チャネル及び前記第２チャネルを形成するための第１板状部材及び第２板状部材を有し、
   前記第１板状部材は、前記第２方向に交差する第１表面及び第１裏面と、前記第１表面から前記第１裏面に至ると共に前記第１表面及び前記第１裏面に沿って延びる第１孔部が形成された第１孔部領域と、前記第１孔部領域に隣接する第１中実領域と、を含み、
   前記第２板状部材は、前記第２方向に交差する第２表面及び第２裏面と、前記第２表面から前記第２裏面に至ると共に前記第２表面及び前記第２裏面に沿って延びる第２孔部が形成された第２孔部領域と、前記第２孔部領域に隣接する第２中実領域と、を含み、
   前記第１孔部領域は、前記第２方向に沿って前記第２中実領域に対向しており、
   前記第２孔部領域は、前記第２方向に沿って前記第１中実領域に対向しており、
   前記第１チャネルは、前記第１孔部の内面と、前記第２中実領域における前記第１孔部内に臨む面と、を含んで形成されており、
   前記第２チャネルは、前記第２孔部の内面と、前記第１中実領域における前記第２孔部内に臨む面と、を含んで形成されており、
   前記第１板状部材には、前記第１表面から前記第１裏面に至ると共に前記一端面から前記第１孔部に接続されるように延びる第３孔部が設けられており、
   前記第２板状部材には、前記第２表面から前記第２裏面に至ると共に前記一端面から前記第２孔部に接続されるように延びる第４孔部が設けられており、
   前記第３孔部と前記第４孔部とは、前記第２方向に沿って互いに重複している、
   電子増倍体。
2. 前記第１板状部材は、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に沿って配列された複数の前記第１孔部領域及び複数の前記第１中実領域を含み、
   前記第２板状部材は、前記第３方向に沿って配列された複数の前記第２孔部領域及び複数の前記第２中実領域を含む、
   請求項１に記載の電子増倍体。
3. 前記本体部は、複数の前記第１板状部材及び複数の前記第２板状部材を有し、
   前記第１板状部材と前記第２板状部材とは、前記第２方向に沿って交互に積層されている、
   請求項１又は２に記載の電子増倍体。
4. 前記第１孔部及び前記第２孔部は、それぞれ、前記第１方向に沿って延びる第１部分と、前記第１方向に交差する方向に沿って延びる第２部分と、を含む、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子増倍体。
5. 前記第１孔部の内面、前記第２中実領域における前記第１孔部内に臨む面、前記第２孔部の内面、及び、前記第１中実領域における前記第２孔部内に臨む面には、抵抗層及び二次電子増倍層が順に形成されている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子増倍体。
6. 前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、導電体であり、
   前記第１孔部の内面、前記第２中実領域における前記第１孔部内に臨む面、前記第２孔部の内面、及び、前記第１中実領域における前記第２孔部内に臨む面と、前記抵抗層と、の間には、絶縁膜が形成されている、
   請求項５に記載の電子増倍体。
7. 第１方向に沿って延在する本体部と、
   前記第１方向における前記本体部の一端面及び他端面に開口するように前記本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第１チャネルと、
   前記第１方向における前記一端面及び前記他端面に開口するように前記本体部に設けられ、入射した電子に応じて二次電子を放出する第２チャネルと、を備え、
   前記本体部は、第１方向に交差する第２方向に沿って互いに積層され、前記第１チャネル及び前記第２チャネルを形成するための第１板状部材及び第２板状部材を有し、
   前記第１板状部材は、前記第２方向に交差する第１表面及び第１裏面と、前記第１表面から前記第１裏面に至ると共に前記第１表面及び前記第１裏面に沿って延びる第１孔部が形成された第１孔部領域と、前記第１孔部領域に隣接する第１中実領域と、を含み、
   前記第２板状部材は、前記第２方向に交差する第２表面及び第２裏面と、前記第２表面から前記第２裏面に至ると共に前記第２表面及び前記第２裏面に沿って延びる第２孔部が形成された第２孔部領域と、前記第２孔部領域に隣接する第２中実領域と、を含み、
   前記第１孔部領域は、前記第２方向に沿って前記第２中実領域に対向しており、
   前記第２孔部領域は、前記第２方向に沿って前記第１中実領域に対向しており、
   前記第１チャネルは、前記第１孔部の内面と、前記第２中実領域における前記第１孔部内に臨む面と、を含んで形成されており、
   前記第２チャネルは、前記第２孔部の内面と、前記第１中実領域における前記第２孔部内に臨む面と、を含んで形成されており、
   前記第１孔部及び前記第２孔部は、それぞれ、前記第１方向に沿って延びる第１部分と、前記第１方向に交差する方向に沿って延びる第２部分と、を含む、
   電子増倍体。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子増倍体と、
   前記電子増倍体を収容する管体と、
   前記一端面における前記第１チャネル及び前記第２チャネルの開口に臨むように前記管体に設けられ、前記第１チャネル及び前記第２チャネルに光電子を供給する光電面と、
   前記他端面における前記第１チャネル及び前記第２チャネルの開口に臨むように前記管体内に配置され、前記第１チャネル及び前記第２チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、
   を備える光電子増倍管。
9. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子増倍体と、
   前記一端面における前記第１チャネル及び前記第２チャネルの開口を塞ぐように設けられ、前記第１チャネル及び前記第２チャネルに光電子を供給する光電面と、
   前記他端面における前記第１チャネル及び前記第２チャネルの開口を塞ぐように設けられ、前記第１チャネル及び前記第２チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、
   を備える光電子増倍管。

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