CN101165844A - 光电倍增管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光电倍增管，所述光电倍增管具有允许大规模生产的结构，实现了响应时间特性的显著改进。该光电倍增管包括电子倍增器部，用于级联倍增从所述光电阴极发射的光电子。该电子倍增器具有保持至少两个倍增电极组同时中间夹入容纳电子倍增器的密封容器的管轴的结构。特别地，分别属于两个倍增电极组的第一倍增电极排列成与各个二次电子发射面相对的它们的背面彼此相对，同时中间夹入管轴。在该排列中，因为各个第一倍增电极本身位于管轴附近，收集到达第一倍增电极外围的光电子的效率得到了显著提高。

Description

光电倍增管

技术领域

本发明涉及一种光电倍增管，所述光电倍增管响应光电子的入射，通过二次电子的多级连续发射来实现二次电子的级联倍增。

背景技术

近年来，在核医学领域中，正积极寻求作为下一代PET(正电子发射断层照相)设备的TOF-PET(飞行时间PET)的发展。在TOF-PET设备中，因为同时测量从给予身体的放射性同位素发出的两条γ射线，将大量具有良好、高速响应特性的光电倍增管用作被设置成为保卫目标物的测量设备。

特别地，为了实现较高稳定性的高速响应特性，多通道光电倍增管正变得适用于下一代PET，例如上述数量日益增加的情况，其中，在所述多通道光电倍增管中装备有多个电子倍增器通道，并且在多个电子倍增器通道中平行地进行电子倍增。例如，在国际专利公开号WO2005/091332中所述的多通道光电倍增管具有这样的结构，其中，单面板被划分成多个光入射区(各自为分配有单电子倍增器通道的光电阴极)，并且多个被处理成为被分配到多个光入射区的电子倍增器通道的电子倍增器部(各自从倍增电极单元排列，由多级倍增电极和阳极组成)被密封在单玻璃管内。具有该结构的光电倍增管，使得在单玻璃管内包含多个光电倍增管，通常被称作多通道光电倍增管。

如上所述，多通道光电倍增管由此具有的结构使得单通道光电倍增管的功能由多个电子倍增器通道分享，通过该单通道光电倍增管，从设置于面板上的光电阴极发出的光电子通过单电子倍增器部电子倍增以获得阳极输出。例如，在多通道光电倍增管中，由于对于一个电子倍增器通道二维排列有四个光入射区(用于电子倍增器通道的光电阴极)，光电子发射区(相应光电阴极的有效区)由1/4或更少面板组成，从而易于提高各个电子倍增器通道间的电子渡越时间差。因此，与整个单通道光电倍增管内的电子渡越时间差相比，预期整个多通道光电倍增管在电子渡越时间差方面有显著提高。

发明内容

本发明人已经研究了上述传统的多通道光电倍增管，结果已经发现下述问题。即，在传统的多通道光电倍增管中，因为通过根据来自光电阴极的光电子的释放位置分配的电子倍增器通道来进行电子倍增，最优化地设计各个电极的位置，以便根据各个电子倍增器通道，减小电子渡越时间差。用这种方式，通过各个电子倍增器通道中的电子渡越时间差的这种提高，实现整个多通道光电倍增管的电子渡越时间差的提高，因此，提高整个多通道光电倍增管的高速响应特性。

然而，在这种多通道光电倍增管中，在电子倍增器通道间的平均电子渡越时间差的涨落方面没有做出改进。而且，至于形成光电阴极的面板的光发射面(位于密封容器内部的面)，在环绕中央区的包括密封容器的管轴的外围区中，特别是在光发射面和管体的内壁交叉的边界部分(光发射面的边缘)处，使光发射面的形状变形。由此使得光电阴极和倍增电极间或光电阴极和聚焦电极间的等势线变形，即使在单通道内，根据光电发射位置可以生成偏离正道的光电子。为进一步改进高响应特性，不能忽略这种偏离正道的光电子的存在。

而且，因为为了制造TOF-PET设备，需要大量光电倍增管，因此，对于应用于TOF-PET设备等的光电倍增管，希望采用更适合于大规模生产的结构。

已经开发了本发明来消除上述问题，以及其目的是通过更适合于大规模生产的结构，实现从光电阴极发射的光电子的发射位置相关光电子渡越时间差的减少，以便提供在诸如TTS(渡越时间涨落)和CTTD(阴极渡越时间差)的响应时间特性方面总体上有显著提高的光电倍增管。

目前，开发了添加TOF(飞行时间)功能的PET设备。在用于这种TOF-PET设备中的光电倍增管中，CRT(符合分辨时间)响应特性也很重要。传统的光电倍增管不满足TOF-PET设备的CRT响应特性。因此，在本发明中，因为将传统的PET设备用作基础，保持当前使用的球形外径，进行轨道设计以便使得CRT度量满足TOF-PET设备的要求。具体地说，以提高与CRT响应特性有关的TTS为目标，以及进行轨道设计以便提高整个面板上的TTS和各个入射区中的TTS。

根据本发明的光电倍增管包括在其底部配置有用于将容器的内部压力降低到预定真空度的管道的密封容器，以及配置在密封容器内部的光电阴极和电子倍增器部。该密封容器由面板、使面板熔接到一端并沿预定管轴延伸的管体(球管)，以及熔接到管体的另一端并构成密封容器的底部的芯柱构成。面板具有光入射面和与光入射面相对的光发射面，并且光电阴极在位于密封容器的内部的光发射面上形成。密封容器可以具有与面板和管体整体形成的包络(envelope)部，并且在这种情况下，通过将芯柱熔接到包络部的开口，获得密封容器。

由从芯柱延伸到密封容器中的引线管脚，规定了在密封容器内部，管轴方向上的电子倍增器部的安装位置。电子倍增器部还包括聚焦电极单元，用于修改从光电阴极发射到密封容器中的光电子的轨道，和倍增电极单元，用于光电子的级联倍增。

在根据本发明的光电倍增管中，倍增电极单元具有绝缘支撑构件对，保持聚焦电极单元和夹紧保持级联倍增来自光电阴极的光电子的至少一个电极组。特别地，在由绝缘支撑构件对保持两个或更多电极组的情况下，这些电极组横过管轴定位。可以通过各个电极组形成一个或多个电子倍增器通道，以及根据形成的各个电子倍增器通道，制备阳极。

特别地，根据本发明的光电倍增管的结构特征涉及位置排列、形状和第一倍增电极的屏蔽结构。第一倍增电极排列在管轴附近以便其二次电子发射面面对管体的内壁面。特别地，当通过两个电极组构成电子倍增器部时，第一倍增电极对背靠背排列，同时中间夹入管轴。在这种情况下，显著地提高到达第一倍增电极的外围的光电子的收集效率。例如，因为在光电阴极和第一倍增电极间不要求将光电子从光电阴极引导到第一倍增电极的电极，因此，在光电阴极的外围区中获得比传统排列更强的电场强度，而且还使得等势线的间隔变得均匀。由此，从光电阴极的外围区发射的光电子在不到达第一倍增电极的情况下，不会直接到达第二倍增电极。

此外，在该结构特征中，可以将各个第一倍增电极的纵向方向上的宽度D1(与管轴垂直的方向上的最大长度)设置成大于绝缘支撑构件对间的间隔D2。在这种情况下，扩展来自光电阴极的光电子到达的有效面。另外，关于第一倍增电极的外围处的屏蔽结构，屏蔽板排列于屏蔽板封闭在第一倍增电极的相对端打开的空间的位置处。将屏蔽板设置成比第一倍增电极更高的电势(等于第二倍增电极的电势)以及用来增强第一和第二倍增电极间的电场。由此能提高入射到从第一倍增电极传播到第二倍增电极的二次电子的第二倍增电极上的效率，以及降低第一和第二倍增电极间的二次电子的渡越时间的涨落。

通过下文给出的详细描述和附图可以更充分地理解本发明，但是这些详细描述和附图仅仅是通过举例的方式给出，不能被认为是对本发明的限制。

本发明的进一步应用范围从下文给出的详细描述将变得显而易见。然而，由于在本发明的范围内的各种变形和变化对于本领域的技术人员而言是显而易见的，因此可以理解这些详细描述和具体例子在说明本发明的优选的实施方式的同时，仅仅是通过举例的方式给出。

附图说明

图1是根据本发明的光电倍增管的一个实施方式的通用结构的局部破坏图；

图2A和2B分别是装配过程图和截面图，用于说明根据本发明的光电倍增管中的密封容器的结构；

图3是用于说明在根据本发明的光电倍增管中，电子倍增器部的结构的装配过程图；

图4是用于说明构成图3中所示的电子倍增器部的一部分的绝缘支撑构件对的结构的图；

图5A是用于说明连接聚焦电极单元和绝缘支撑构件对的结构的图，以及图5B是用于说明连接增益控制单元和绝缘支撑构件对的结构的图；

图6是用于说明沿图1中所示的线I-I得到的电子倍增器部的截面结构的透视图；

图7A和7B是用于说明第一倍增电极的外围结构作为根据本发明的光电倍增管的结构特征的图；

图8A和8B是用于说明位于第一倍增电极上的金属框架(构成聚焦电极单元的一部分)的特定结构的透视图；

图9是用于说明在聚焦电极单元位于第一倍增电极上的情况下，第一倍增电极的周围结构的图；

图10A和10B分别是图9B和9C的主要部分的放大图；以及

图11A和11B是对应于图10A和10B，根据用于说明根据本发明的光电倍增管的结构特征的效果而制备的比较例的光电倍增管的截面图，以及是用于说明根据比较例的光电倍增管中的光电子的轨道的图。

具体实施方式

在下文中，将参考图1、2A-2B、3-4、5A-5B、6、7A-8B、9和10A-11B，详细地说明根据本发明的光电倍增管的实施例。在图的说明中，彼此相同的组成部分将用彼此相同的数字表示，而不重复它们的重叠描述。

图1是根据本发明的光电倍增管的一个实施方式的通用排列的局部破坏图。图2A和2B分别是装配过程图和截面图，用于说明根据本发明的光电倍增管中的密封容器的结构。

如图1所示，根据本发明的光电倍增管具有带有管道600的密封容器100，所述管道配置在底部，用来使内部减压到预定真空度(并在真空抽吸后填充该内部)，以及具有配置在密封容器100内部的光电阴极200和电子倍增器部500。

如图2A所示，密封容器100由面板110、具有熔接到一端并沿预定管轴AX延伸的面板110的管体(球管)120、以及熔接到管体120的另一端并构成具有管道600的密封容器100的底部的芯柱130构成。图2B是沿图2A的线I-I得到的密封容器100的截面图，并特别地表示了将面板110熔接到管体120的一端的部分。面板110具有光入射面110a和与光入射面110a相对的光发射面110b，以及在位于密封容器100的内侧的光发射面110b上形成光电阴极200。管体120是以管轴AX为中心并沿管轴AX延伸的的空心构件。面板110熔接到该空心构件的一端而芯柱130熔接到另一端。芯柱130配置有沿管轴AX延伸的贯穿孔并使密封容器100的内部与外部连通。引线管脚700排列成环绕该贯穿孔。在配置该贯穿孔的位置上，用于排出密封容器100内部的空气的管道600连接到芯柱130。

密封容器100内部的管轴AX方向上的电子倍增器部500的安装位置由从芯柱130延伸到密封容器100中的引线管脚700来规定。电子倍增器500还包括用于修改从光电阴极200发射到密封容器100中的光电子的轨道的聚焦电极单元300，以及用于光电子的级联倍增的倍增电极400。

在下文的说明中，具有由排列成在中间夹入管轴AX的两组电极(倍增电极)构成四个电子倍增器通道CH1至CH4的多通道光电倍增管应当解释为根据本发明的光电倍增管的实施方式。

图3是用于说明根据本发明的光电倍增管中的电子倍增器部500的结构的装配过程图。在图3中，电子倍增器部500具有聚焦电极单元300和倍增电极单元400。

聚焦电极单元300通过层叠网状电极310、屏蔽构件320和弹簧电极330构成。网状电极310具有金属框架，其配置有允许来自光电阴极200的光电子通过的开口。由网状电极310的框架部规定的开口被具有多个开口的金属网所覆盖。屏蔽构件320具有金属框架，其具有允许来自光电阴极200的光电子通过的开口。规定屏蔽构件320的开口的框架部配置有延伸到光电阴极200的屏蔽板323a、323b以及延伸到芯柱130的屏蔽板322a、322b。屏蔽板323a、323b分别允许控制光电子入射在第一倍增电极DY1上的位置，以及用来调整在光电阴极200和聚焦电极单元300间形成的电场透镜以提高CTTD(即TTS)响应特性。将屏蔽板322a、322b分别定位成封闭在第一倍增电极DY1的相对端打开的空间。将屏蔽板322a、322b设置成电势高于第一倍增电极DY1(并等于第二倍增电极DY2的电势)，以及用来增强第一倍增电极DY1和第二倍增电极DY2间的电场。从而提高从第一倍增电极DY1传播到第二倍增电极DY2的二次电子入射到第二倍增电极DY2上的效率，并减小第一倍增电极DY1和第二倍增电极DY2间的二次电子的渡越时间的涨落。弹簧电极330具有金属框架，其配置有允许来自光电阴极200的光电子通过的开口。弹簧电极330的框架部配置有金属弹簧331(电极部)，所述金属弹簧通过被压向密封容器100的内壁，将安装有聚焦电极单元300的整个电子倍增器部500维持在密封容器100内部的预定位置。弹簧电极330的框架部还配置有直接位于其下的将第二倍增电极DY2在第二倍增电极DY2的纵向上划分成两个的隔板332。隔板332设置成电势与第二倍增电极DY2相同并用来有效地减少由一系列电极组形成的相互相邻的电子倍增器通道间的串扰。

另一方面，倍增电极单元400具有保持上述结构的聚焦电极单元300并夹紧地保持将来自光电阴极200的光电子级联倍增的至少两个电极组的绝缘支撑构件对(第一绝缘支撑构件410a和第二绝缘支撑构件410b)。具体地说，第一和第二绝缘支撑构件410a、410b整体夹紧第一倍增电极对DY1、第二倍增电极对DY2、第三倍增电极对DY3、第四倍增电极对DY4、第五倍增电极对DY5、第七倍增电极对DY7、以及增益控制单元对430a、430b，每一对的倍增电极或单元相对于彼此沿管轴AX并越过管轴AX设置。用于将各个电极设置在预定电势的金属管脚441、442安装在第一和第二绝缘支撑构件410a、410b上。第一和第二绝缘支撑构件410a、410b除各个电极外，还夹紧地保持设置到地电势(0V)的底金属板440。

在被安装在第一和第二绝缘支撑构件410a、410b的上部的情况下，第一倍增电极对DY1具有焊接到两端的金属固定构件420a、420b。增益控制单元对430a、430b的每一个具有绝缘基板431，在该绝缘基板431上安装有相应的第六倍增电极DY6、阳极432和第八倍增电极DY8。这里，每个第六倍增电极DY6由在电隔离状态下被安装在绝缘基板431上的两个电极构成。每个阳极432由在电隔离状态下被安装在绝缘基板431上的两个电极构成。每个第八倍增电极DY8是用于构成第六倍增电极DY6的两个电极和构成阳极432的两个电极的公共电极。

如上所述，增益控制单元430a、430b的每一个属于排列成在中间夹入管轴AX的两个电极组的一个。因此，通过与隔板332一起排列的这些增益控制单元430a、430b，来排列具有由各个电极组形成的两个电子倍增器通道的四通道光电倍增管。增益控制单元430a、430b的每一个中的第六倍增电极DY6也由两个电极构成，由此，对于作为整体的光电倍增管，将四个电极作为第六倍增电极DY6分别分配给电子倍增器通道。通过单独调整作为第六倍增电极DY6分配给各个电子倍增器通道的电极的电势，彼此无关地调整各个电子倍增器通道的增益。

图4是用于说明构成图3中所示的电子倍增器部的一部分的绝缘支撑构件对410a、410b的结构的图。因为第一绝缘支撑构件410a和第二绝缘支撑构件410b形状相同，下面仅说明第一绝缘支撑构件410a而将第二绝缘支撑构件410b的说明省略。

第一绝缘支撑构件410a包括：主体，所述主体保持第一至第五倍增电极DY1至DY5、第七倍增电极DY7和增益控制430a的第一电极组，和第一至第五倍增电极DY1至DY5、第七倍增电极DY7和增益控制430b的第二电极组；和凸出部，所述凸出部从主体向光电阴极200延伸。

第一绝缘支撑构件410a的主体具有固定切口412a、413a，用于固定第一电极组，以及固定切口412b、413b，用于固定第二电极组(也在第二绝缘支撑构件410b的主体中提供相同的固定切口)。

至于第一电极组，将配置在第二倍增电极DY2的相对端的一个固定凸起(fixing tab)、配置在第三倍增电极DY3的相对端的一个固定凸起、配置在第四倍增电极DY4的相对端的一个固定凸起、配置在第五倍增电极DY5的相对端的一个固定凸起、以及配置在第七倍增电极DY7的相对端的一个固定凸起插入到固定切口412a中，从而通过第一和第二绝缘支撑构件410a、410b将这些电极构件整体夹紧。同样，如图5B所示，将配置在属于第一系列的电极组的增益控制单元430a的相对端的固定凸起中的一端的固定凸起插入到固定切口413a中。至于第二电极组，将配置在第二倍增电极DY2的相对端的一个固定凸起、配置在第三倍增电极DY3的相对端的一个固定凸起、配置在第四倍增电极DY4的相对端的一个固定凸起、配置在第五倍增电极DY5的相对端的一个固定凸起、以及配置在第七倍增电极DY7的相对端的一个固定凸起插入到固定切口412b中，从而通过第一和第二绝缘支撑构件410a、410b将这些电极构件整体夹紧。同样，将配置在属于第二系列的电极组的增益控制单元430b的相对端的固定凸起中的一端的固定凸起插入到固定切口413b中。

此外，用于夹紧保持底金属板440的凹槽415配置在第一绝缘支撑构件410a的底部(同样适用于第二绝缘支撑构件410b)。同样，在被第一绝缘支撑构件410a的凸出部夹在中间的部分处形成安装第一倍增电极DY1的基座部411，并且在各个凸出部中形成用于保持聚焦电极单元300的凹槽414(同样适用于第二绝缘支撑构件410b)。具体地说，如图5A所示，将在聚焦电极单元300中形成的凹槽分别插入配置在第一绝缘支撑构件410a的凸出部中的凹槽414中，从而通过第一和第二绝缘支撑构件410a、410b将聚焦电极单元300整体夹紧保持。图5A是用于说明连接聚焦电极单元300和绝缘支撑构件对410a、410b的图，以及图5B是用于说明连接增益控制单元430a、430b和绝缘支撑构件对410a、410b的图。

图6是用于说明沿图1所示的线I-I得到的电子倍增器部的截面结构的透视图。如图6所示，电子倍增器部500具有排列成在中间夹入管轴AX的两个电极组。在这两个电极组的每一个中，通过配置在构成聚焦电极单元300的一部分的弹簧电极330中的相应的隔板332以及相应的增益控制单元430a或430b的配置，来排列能彼此无关地调整增益的相互相邻的电子倍增器通道。在图6中所示的电子倍增器部500中，对应于光电阴极200的光电子发射位置，由此形成四个电子倍增器通道。

在一个电极组(第一电极组)中，在增益控制单元430a所属的、排列成中间夹入管轴AX的两个电极组中，在第一倍增电极DY1至第八倍增电极DY8的每一个上形成二次电子发射面。按第一倍增电极DY1至第八倍增电极DY8的顺序，增加第一倍增电极DY1至第八倍增电极DY8的每一个的设置电势以便将二次电子连续地引导到下一级倍增电极。阳极432的电势高于第八倍增电极DY8的电势。例如，将光电阴极200设置成-1000V，第一倍增电极DY1设置成-800V，第二倍增电极DY2设置成-700V，第三倍增电极DY3设置成-600V，第四倍增电极DY4设置成-500V，第五倍增电极DY5设置成-400V，第六倍增电极DY6设置成-300V(使得可变以允许增益调整)，第七倍增电极DY7设置成-200V，第八倍增电极DY8设置成-100V，以及阳极432设置成地电势(0V)。具有隔板332的聚焦电极单元300设置成与第二倍增电极DY2相同的电势。

从光电阴极200发射的光电子在通过设置成与第二倍增电极DY2相同的电势的聚焦电极单元300的网状孔后到达第一倍增电极DY1。设置成与第二倍增电极DY2相同电势的屏蔽板322b位于在第一倍增电极DY1的纵向上打开的空间处，从而加强第一倍增电极DY1和第二倍增电极DY2间的电场，提高从第一倍增电极DY1传播到第二倍增电极DY2的二次电子入射到第二倍增电极DY2上的效率，以及减少第一倍增电极DY1和第二倍增电极DY2间的二次电子的渡越时间的涨落。在第一倍增电极DY1的电子到达面上形成二次电子发射面，并从第一倍增电极DY1发射二次电子以响应光电子的入射。从第一倍增电极DY1发射的二次电子向着设置成电势高于第一倍增电极DY1的第二倍增电极DY2传播。通过从聚焦电极单元300延伸的隔板332，将第二倍增电极DY2分成两个电子倍增器通道，并实现通过调整来自第一倍增电极DY1的二次电子的轨道来抑制相邻电子倍增器通道间的干扰的结构。还在第二倍增电极DY2的电子到达面上形成二次电子发射面，并且从第二倍增电极DY2的二次电子发射面发射的二次电子向着设置成电势高于第二倍增电极DY2的第三倍增电极DY3传播。当电子按第四倍增电极DY4、第五倍增电极DY5和第六倍增电极DY6的顺序前进时，从第三倍增电极DY3的二次电子发射面发出的二次电子同样得到级联倍增。第六倍增电极DY6由构成部分增益控制单元430a的两个电极构成，并且通过适当地调整这两个电极的设定电势，能彼此无关地调整相邻电子倍增器通道的增益。从构成第六倍增电极DY6的各个电极的二次电子发射面发射的二次电子到达第七倍增电极DY7，以及通过网状孔，将二次电子从第七倍增电极DY7的二次电子发射面向着阳极432发射。第八倍增电极DY8设置成电势低于阳极432以及用作反相倍增电极，将已经通过阳极432的二次电子发射回阳极432。增益控制单元430b所属的另一电极组也以相同的方式起作用。

接着，将使用图7A至8B和9，来说明根据本发明的光电倍增管的结构特征。该结构特征涉及第一倍增电极DY1的位置排列、各个第一倍增电极DY1本身的形状、以及第一倍增电极DY1的外围中的屏蔽结构。

图7A和7B是用于说明作为根据本发明的光电倍增管的第二结构特征的第一倍增电极DY1的外围的结构的图。从上述图6等同样可以理解，将各个第一倍增电极DY1排列到管轴AX附近以便其二次电子发射面面对管体120的内壁面。特别地，当电子倍增器部500由两个电极组构成时，第一倍增电极对DY1相对于彼此背靠背地排列，同时在中间夹入管轴AX(并安装在绝缘支撑构件对410a、410b的各个基座部411上)。这里，通过将配置在第一倍增电极对DY1的相对端上的固定凸起DY1a与安装到第一绝缘支撑构件410a的固定构件420a的固定凸起421焊接在一起(固定构件420b安装到第二绝缘支撑构件410b)，第一倍增电极对DY1由绝缘支撑构件对410a、410b来支撑。将各个第一倍增电极DY1的宽度D1(垂直于管轴AX的方向上的最大长度)设置成大于绝缘支撑构件对410a、410b间的间隔D2，从而扩展来自光电阴极200的光电子的有效到达面。

通过构成聚焦电极单元300的一部分的屏蔽构件320，实现第一倍增电极DY1的外围的屏蔽结构。具体地说，通过按压金属板获得屏蔽构件320，如图8A所示。即，屏蔽构件320具有规定用于允许光电子从光电阴极200传播到第一倍增电极DY1的孔以便通过的金属框架。该框架部配置有凹槽321，所述凹槽通过与绝缘支撑构件对410a、410b的凹槽414啮合，使得整个聚焦电极单元300由绝缘支撑构件对410a、410b来保持，以及该框架部还配置有屏蔽板323a、323b以及屏蔽板322a、322b。通过按照由图8A中的箭头S1所示的方向弯曲的屏蔽板323a、323b，以及通过按照由箭头S2(见图8B)所示的方向弯曲的屏蔽板322a、322b，获得屏蔽构件320。图8A和8B是用于说明构成位于第一倍增电极DY1上的聚焦电极单元300的一部分的屏蔽构件320的特定结构的透视图。

当在由绝缘支撑构件对410a、410b保持的情况下，整个聚焦电极300容纳在密封容器100内时，屏蔽板323a、323b调整在光电阴极200和聚焦电极单元300间形成的电场透镜。由此允许控制光电子在第一倍增电极DY1上的入射位置，以及提高CTTD(即TTS)响应特性。同样，如图9所示，将屏蔽板322a、322b排列在屏蔽板封闭在第一倍增电极对DY1的两端打开的空间，以及用来提高从第一倍增电极DY1传播到第二倍增电极DY2的二次电子入射在第二倍增电极DY2上的效率，以及减少第一倍增电极DY1和第二倍增电极DY2间的二次电子的渡越时间的涨落。图9是用于说明在聚焦电极单元300排列在第一倍增电极DY1上的情况下，第一倍增电极DY1的外围的结构的图。

如上所述，通过结构特征，各个第一倍增电极DY1具有排列在管轴AX附近以及面对管体120的内壁面的二次电子发射面。特别地，当由两个电极组构成电子倍增器部500时，第一电极对DY1相对于彼此背靠背排列同时在中间夹入管轴AX。在这种情况下，显著地提高到达第一倍增电极DY1的外围的光电子的收集效率。例如，如图10A和10B所示，因为由于该特征结构，在光电阴极200和第一倍增电极DY1间不需要用于将光电子从光电阴极200引导到第一倍增电极DY1的电极，在光电阴极200的外围区，能获得与传统技术相比更强的电场强度，以及能使等势线E1的间隔均匀。另一方面，至于根据比较例的光电倍增管，其中，将第一倍增电极DY1排列成其二次电子发射面面对管轴AX，如图11A和11B所示，从光电阴极200的外围区发射的光电子直接到达第二倍增电极DY2，而不到达第一倍增电极DY1。在图10A和10B的每一个中，A1表示光电子的轨道，以及E1表示等电势。另外，在图11A和11B的每一个中，A2表示光电子的轨道，以及E2表示等电势。

如图2B、10A和10B所示，在根据本发明的光电倍增管中，由平面区和位于平面区的外围并包括光发射面110b的边缘的曲面处理区构成面板110的光发射面110b。由此有意图地改变面板110的光发射面110b的外围区的表面形状，以便调整从位于外围区的光电阴极200发射光电子的角度。由此从光电阴极200传播到第一倍增电极DY1的光电子的渡越时间的涨落得到有效地降低，以及使其不依赖于光电子的发射位置。

如上所述，根据本发明的光电倍增管，TTS、CTTD和其他响应时间特性得到了显著地提高。而且，通过结合有倍增电极的一部分和阳极的增益控制单元，能减少装配过程中的部件的数量并通过更简单结构来排列多个光电倍增管通道。

从由此所述的本发明，显而易见可以用多种方式对本发明的实施方式进行变化。这种变化不被认为背离本发明的范围，并且所有这些对于本领域的技术人员而言是显而易见的变形包括在权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种光电倍增管，包括：

密封容器(100)，包括沿预定管轴(AX)延伸的空心体部(120)，以及配置为与管轴(AX)相交的面板(110)，所述面板(110)传送具有预定波长的光；

光电阴极(200)，配置在所述密封容器(100)内部，以便响应具有预定波长的光的入射，将光电子发射到所述密封容器(100)中；以及

电子倍增器部(500)，配置在所述密封容器(100)内部，  以便级联倍增从所述光电阴极(200)发射的光电子，

其特征在于：

所述电子倍增器部(500)包括：

至少两个倍增电极组，排列成中间夹入管轴(AX)，所述倍增电极组的每一个由多个分别具有二次电子发射面的倍增电极构成，以及

绝缘支撑构件对(410a；410b)，夹紧并整体保持所述两个倍增电极组；以及

所述绝缘支撑构件对(410a；410b)保持第一倍增电极(DY1)，所述第一倍增电极作为分别属于所述两个倍增电极组的倍增电极，是来自所述光电阴极(200)的光电子到达的倍增电极，保持的方式在于使得所述第一倍增电极(DY1)的各个背面彼此面对同时中间夹入管轴(AX)，其中所述第一倍增电极的各个背面与所述第一倍增电极的各个二次电子发射面相对。

2.根据权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：在垂直于管轴(AX)的直线上，将分别属于所述两个倍增电极组的所述第一倍增电极(DY1)排列成使其二次电子发射面在所述空心体部(120)的相互相对的径向上面对，同时以管轴(AX)为中心。

3.根据权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：属于所述两个倍增电极组的每一个的所述第一倍增电极(DY1)的纵向的宽度大于所述绝缘支撑构件对(410a；410b)间的间隔。

4.根据权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：进一步包括屏蔽板(322a；322b)，在位于属于所述两个倍增电极组的每一个的所述第一倍增电极(DY1)的纵向上的端部和所述空心体部(120)的内壁之间的空间内，各自平行于所述绝缘支撑构件对(410a；410b)排列，并且所述屏蔽板(322a；322b)设置成电势高于第一倍增电极(DY1)。

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