CN101211730A - 光电阴极、光电倍增管和电子管 - Google Patents

光电阴极、光电倍增管和电子管 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有与传统技术相比显著提高有效量子效率的结构的光电阴极、光电倍增管和电子管。光电阴极包括传送或阻碍入射光的支撑基板、设置在支撑基板上的含有碱金属的光电子发射层、和设置在支撑基板和光电子发射层之间的底层。特别地,底层含有氧化铍,并调节其厚度使得底层和光电子发射层的厚度比落入特定范围内。该结构使得人们可以获得量子效率显著提高的光电阴极。

Description

光电阴极、光电倍增管和电子管
技术领域
本发明涉及响应预定波长的光的入射而发射光电子的光电阴极,以及包括该光电阴极的光电倍增管和电子管。
背景技术
例如美国专利公开号No.3,254,253所描述的光电阴极是发射响应入射光而产生的电子(光电子)的设备。这种光电阴极有利地应用于例如光电倍增管这样的电子管。此外,根据其所应用的支撑基板材料的差异,光电阴极有两种类型:透射型和反射型。
在透射型光电阴极中,光电子发射层在由传送(transmit)入射光的材料构成的支撑基板上形成,并且部分光电倍增管的透明容器等用作支撑基板。在这样的情况下,当穿过支撑基板传送的入射光到达光电子发射层,光电子响应到达的入射光而在光电子发射层内产生。由于从光电子发射层观看时的相对于支撑基板的一侧上形成提取光电子的电场,在光电子发射层内产生的光电子向着与入射光行进方向一致的方向发射。
另一方面,在反射型光电阴极中,光电子发射层在由防碍入射光的材料构成的支撑基板上形成,并且该支撑基板设置在光电倍增管的透明容器内。在这样的情况下,支撑基板用作加强构件,以便支撑光电子发射层,并且入射光在避开支撑基板的同时到达光电子发射层。在光电子发射层内,光电子响应到达的入射光而产生。由于从光电子发射层观看时的相对于支撑基板的一侧上形成提取光电子的电场,光电子发射层内产生的光电子发射到从支撑基板观看时入射光行进并到达的一侧。
发明内容
本发明者已经研究了上述现有技术,结果发现以下问题。即,优选用作光电变换设备的光电阴极所需的光谱灵敏度较高。为了增加光谱灵敏度,有必要增强光电阴极的有效量子效率,该有效量子效率表示发射的光电子的数量和入射光子的数量的比例。例如,上述美国专利公开号No.3,254,253研究了一种光电阴极,所述光电阴极在支撑基板和光电子发射层之间设置有抗反射涂层。但是,近年来,量子效率有需要进一步的提高。
完成本发明以便消除上述问题。本发明的一个目的在于提供一种与传统的光电阴极相比,具有能显著提高有效量子效率的结构的光电阴极,以及各自包括该光电阴极的光电倍增管和电子管。
根据本发明的光电阴极包括支撑基板、底层(underlayer)和含有碱金属的光电子发射层,其中所述底层在与支撑基板直接接触的同时设置在支撑基板上,所述光电子发射层在与底层直接接触的同时设置在底层上。根据其应用的支撑基板材料的不同,光电阴极有两种类型:透射型和反射型。在透射型光电阴极的情况下,支撑基板由玻璃材料例如石英玻璃或硼硅玻璃构成。此外,在反射型光电阴极的情况下,支撑基板由阻碍(block)入射光的材料例如金属如镍构成。
在透射型和反射型的任一情况下,根据本发明的光电阴极具有使得具有预定波长的光入射的光入射面,和响应于光的入射而发射光电子的光电子发射面。按照具体术语,在光电阴极中,支撑基板具有第一主面以及与第一主面相对的第二主面。含有碱金属的光电子发射层也同样具有第一主面以及与第一主面相对的第二主面。另外,光电子发射层设置在支撑基板的第二主面上,使得光电子发射层的第一主面面向支撑基板的第二主面。并且,底层设置在支撑基板和光电子发射层之间,同时与支撑基板的第二主面和光电子发射层的第一主面均直接接触。
这里,当光电阴极是透射型光电阴极时,支撑基板的第一主面用作光入射面,而光电子发射层的第二主面用作光电子发射面。另一方面,当光电阴极是反射型光电阴极时,光电子发射层的第二主面不仅用作光入射面,还用作光电子发射面。
特别地,根据本发明的光电阴极通过本发明者的发现,通过在支撑基板和光电子发射层之间设置含有铍元素(Be)的底层而实现,与传统的光电阴极相比,该光电阴极在有效量子效率方面有所改进。
如上所述,由于根据本发明的光电阴极结构简单,其中含有铍元素的底层设置在支撑基板和设置在其上的光电子发射层之间,由于该底层的存在,光电子发射层中含有的碱金属(例如,K、Cs等)向支撑基板侧的扩散在光电阴极制造过程中的热处理时得到抑制。即,光电子发射层的量子效率的下降得到有效抑制。而且,可以推测,该底层发挥作用,以使在光电子发射层内产生的光电子当中朝着支撑基板侧(光电子发射层的第一主面)行进的光电子的方向反转。因此,可以认为显著提高了光电阴极作为整体的量子效率。
同时,在本说明书中,有效量子效率是指包括支撑基板等的光电阴极作为整体的量子效率,而不仅仅是光电子发射层的量子效率。因此,例如支撑基板的透射率这样的因素也反映在有效量子效率中。此外,包括铍元素的光电阴极的底层可以通过多种结构来实现,例如由铍合金的氧化物和氧化铍构成的单层结构、以及包括含有氧化铍或氧化铍单层作为主要材料的层(与BeO-相关的基底)的多层结构。本发明者已经证实,可以在以下任一情况下获得很高的量子效率:例如,底层包括氧化铍(BeO)和氧化镁(MgO)的混合结晶,底层包括氧化铍(BeO)和氧化锰(MnO)的混合结晶,底层包括氧化铍(BeO)和氧化钇(Y2O3)的混合结晶,以及底层包括氧化铍(BeO)和氧化铪(HfO2)的混合结晶。这里,底层可以具有包括由氧化铍和氧化镁的混合结晶构成的层、由氧化铍和氧化锰的混合结晶构成的层、由氧化铍和氧化钇的混合结晶构成的层、或由氧化铍和氧化铪的混合结晶构成的层的多层结构。而且,底层可以包括含有氧化铍的层,以及设置在含有氧化铍的层和支撑基板之间的氧化铪膜。
在根据本发明的光电阴极中,优选光电子发射层由锑(Sb)和碱金属的化合物构成。此外,优选碱金属含有铯(Cs)、钾(K)和钠(Na)中的至少一种。
在根据本发明的光电阴极中,优选底层的厚度设置成使得光电子发射层的厚度和底层的厚度的比例落入大于或等于0.1且小于或等于100的范围内。
根据本发明的光电阴极,在透射型和反射型的任一情况下,均适用于电子管(根据本发明的电子管),例如光电倍增管(根据本发明的光电倍增管)。在该情况下,电子管包括具有如上所述结构的透射型或反射型光电阴极,收集从光电阴极发射的电子的阳极,和收纳光电阴极和阳极的容器。此外,光电倍增管包括具有如上所述结构的透射型或反射型光电阴极,具有用于对从光电阴极发射的光电子进行级联倍增的多级倍增电极的电子倍增部,收集从电子倍增部发射的二次电子的阳极,和收纳光电阴极、电子倍增部和阳极的容器。
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,由于在本发明范围内的各种变形和变化对于本领域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实施方式的同时,仅仅通过举例的方式给出。
附图说明
图1A是显示作为根据本发明的光电阴极的透射型光电阴极的截面结构的图,图1B是显示作为根据本发明的光电阴极的反射型光电阴极的截面结构的图;
图2是显示作为根据本发明的光电阴极的透射型光电阴极所应用的光电倍增管(包括在根据本发明的电子管中)的截面结构的图;
图3是显示作为根据本发明的光电阴极的反射型光电阴极所应用的光电倍增管(包括在根据本发明的电子管中)的截面结构的图;
图4A是用于说明应用于多个被制成根据本发明的光电阴极的样品的底层结构的类型的表,图4B是用于说明应用于多个被制成根据本发明的光电阴极的样品的光电子发射层结构的类型的表;以及
图5是显示根据本发明的光电阴极的光谱灵敏度性质以及根据比较例的光电阴极的光谱灵敏度性质的图。
具体实施方式
在下文中,将参考图1A-1B、2-3、4A-4B和5,详细地说明根据本发明的光电阴极和光电倍增管(包括在电子管中)的实施方式。在附图的说明中,相同或相对应的组成部分用相同的数字表示,并略去重复的说明。
图1A是显示作为根据本发明的光电阴极的透射型光电阴极的截面结构的图。此外,图1B是显示作为根据本发明的光电阴极的反射型光电阴极的截面结构的图。
图1A所示的透射型光电阴极1A包括传送具有预定波长的入射光hv的支撑基板100A、设置在支撑基板100A上的底层200、和设置在底层200上的光电子发射层300。支撑基板100A具有用作透射型光电阴极1A的光入射面的第一主面101a、和与第一主面101a相对的第二主面102a。光电子发射层300具有与支撑基板100A的第二主面102a相对的第一主面301a和与第一主面301a相对的第二主面302a,并随后用作透射型光电阴极1A的光电子发射面。此外,底层200设置在支撑基板100A和光电子发射层300之间,同时与支撑基板100A的第二主面102a和光电子发射层300的第一主面301a均直接接触。即,对于透射型光电阴极1A,入射光hv从支撑基板100A一侧入射,电子e-响应于入射光hv从光电子发射层300一侧发射。
在透射型光电阴极1A中,优选支撑基板100A由传送波长为300nm-1000nm的光的材料构成。作为这种支撑基板材料,例如,石英玻璃或硼硅玻璃是适当的。
另一方面,图1B所示的反射型光电阴极1B包括阻碍具有预定波长的入射光hv的支撑基板100B、设置在支撑基板100B上的底层200、和设置在底层200上的光电子发射层。支撑基板100B具有第一主面101b、和与第一主面101b相对的第二主面102b。光电子发射层300具有与支撑基板100B的第二主面102b相对的第一主面301b和与第一主面301b相对的第二主面302b,并用作反射型光电阴极1B的光入射面和光电子发射面。此外,底层200设置在支撑基板100B和光电子发射层300之间,同时与支撑基板100B的第二主面102b和光电子发射层300的第一主面301b均直接接触。即,对于该反射型光电阴极1B,当入射光hv从光电子发射层300到达支撑基板100B时,光电子e-响应于入射光hv沿着朝向光电子发射层300的方向从支撑基板100B发射。
在这种反射型光电阴极1B中,优选支撑基板100B由金属材料例如镍支撑基板构成,因为其用作加强构件以便支撑光电子发射层300。
在如上所述的透射型光电阴极1A和反射型光电阴极1B中,底层200和光电子发射层300可以具有相同的结构。
即,底层200含有Be元素。按照具体术语,底层200可以通过多种结构来实现,例如由Be-合金的氧化物和BeO构成的单层结构,和包括含有BeO作为主要材料的层(与BeO-相关的基底)或BeO单层的多层结构。例如,除了BeO单层之外,还可以使用BeO和MgO的混合结晶(BeXMgYOZ)、BeO和MnO的混合结晶(BeXMnYOZ)、BeO和Y2O3的混合结晶(BeXYYOZ)、BeO和HfO2的混合结晶(BeXHfYOZ)。具有该结构的底层200可以通过同时被蒸汽沉积(vapor deposite)到基板上后被氧化的Be和Mg对、Be和Mn对、Be和Y对、以及Be和Hs对中的一对而得到。或者,底层200还可以通过将Be蒸汽沉积之后,氧化Mg、Mn、Y和Hf中的一个而得到(因为当Be首先被蒸汽沉积,随后再蒸汽沉积另一金属材料时,Be有可能不能被充分氧化,优选在该制造方法中,保持另一金属与底层总质量的质量比下降至20%或更小)。这里,在混合结晶的情况下,优选相对于包括其它金属材料的混合结晶整体的质量比,将Be的比例设定成超过50%。这可以通过将制造时产生的Be的质量设定成大于另外的金属材料例如Mg、Mn等的总质量而实现。
优选光电子发射层300由锑(Sb)和碱金属的化合物构成。另外,优选碱金属含有铯(Cs)、钾(K)和钠(Na)中的至少一种。该光电子发射层300用作光电阴极1A的激活层。
而且,在下列描述中,不限定于透射型或反射型光电阴极1A或1B的仅提及的支撑基板用数字“100”表示。
图2是显示前述透射型光电阴极1A所应用的光电倍增管(包括在根据本发明的电子管中)的截面结构的图。
透射型光电子管10A包括具有传送入射光hv的面板的透明容器32。透明容器32的面板用作透射型光电阴极10A的支撑基板100A。在透明容器32中,经由底层200设置有光电子发射层300,并且设置有聚焦电极36、电子倍增部40和阳极38,其中聚焦电极36将发射的光电子引导至电子倍增部40,电子倍增部40具有用于对二次电子进行级联倍增的多级倍增电极,阳极38收集倍增的二次电子。通过这种方式,透明容器32至少收纳部分透射型光电阴极1A、电子倍增部40和阳极38。
设置在聚焦电极36和阳极38之间的电子倍增部40由多个倍增电极(电极)42构成。每个倍增电极42与设置成穿过容器32的芯柱管脚(stem pin)44电连接。
另一方面,图3是显示反射型光电阴极1B所应用的光电倍增管(包括在根据本发明的电子管中)的截面结构的图。
尽管反射型光电子管10B包括具有传送入射光hv的面板的透明容器32,但包括支撑基板100B的整个反射型光电阴极10B设置在透明容器32内。而且,在透明容器32内,设置有电子倍增部40和阳极38,其中电子倍增部40具有用于对从反射型光电阴极1B发射的光电子进行级联倍增的多级倍增电极,阳极38收集通过电子倍增部40倍增的二次电子。通过这种方式,透明容器32至少收纳整个反射型光电阴极1B、电子倍增部40和阳极38。
设置在反射型光电阴极1B和阳极38之间的电子倍增部40由多个倍增电极(电极)42构成。每个倍增电极42与设置成穿过容器32的芯柱管脚电连接。
接下来,对制备成根据本发明的光电阴极的多个样品进行描述。尽管制备的样品是透射型光电阴极,至于反射型光电阴极的性质则省略去,因为可以很容易地推出可以预计有与透射型光电阴极相同的性质。图4A是用于说明应用于多个制成光电阴极1A的样品(后文称作透射型样品)的底层结构的类型的表。此外,图4B是用于说明应用于多个制成的透射型样品的光电子发射层结构的类型的表。即,制成的透射型样品的类型为通过将5种类型的底层200与4种类型的光电子发射层300组合而得到的20种类型。
如图4A的表所示,结构No.1的底层200是BeO单层。结构No.2的底层200是MgO单层和BeO单层的双层结构。在MgO单层和BeO单层之间的界面上形成合金(BeO-MgO)。这里,在结构No.2中,任一单层可以与支撑基板100相接触。而且,在制造结构No.2时,BeO可以在形成MgO后形成,而且MgO和BeO可以同时蒸汽沉积。结构No.3的底层200是MnO单层和BeO单层的双层结构,在MnO单层和BeO单层之间的界面上形成合金(BeO-MnO)。同样在结构No.3中,任一单层可以与支撑基板100相接触。而且,同样在制造结构No.3时,BeO可以在形成MnO后形成,并且MnO和BeO可以同时蒸汽沉积。结构No.4的底层200是由Be-合金的氧化物构成的单层。作为结构No.5的底层200,HfO2和Y2O3的薄膜设置在支撑基板200上,并且在薄膜上设置有与BeO相关的基底(foundation)(可以是上述结构No.1-No.4中的一个)。薄膜可以用作针对入射光的抗反射(AR)涂层。另外,HfO2或Y2O3的膜厚度选自30-2000的范围。
另一方面,如图4B的表所示,结构No.1的光电子发射层300是K-CsSb(K2CsSb)单层。结构No.2的光电子发射层300是Na-KSb(Na2KSb)单层。结构No.3的光电子发射层300是Cs-Na-KSb(Cs(Na2K)Sb)单层。结构No.4的光电子发射层300是Cs-TeSb(Cs2TeSb)单层。
前述MnOx、MeO等已知是传送波长为300nm-1000nm的光的材料。另外,薄膜材料HfO2显示出对波长为300nm-1000nm的光的高透射性。
在上述描述中,测量了应用于底层200的结构No.1-No.5和应用于光电子发射层300的结构No.1-No.4的组合当中有代表性的透射型样品的光谱灵敏度性质,其结果是,得到优异的光谱灵敏度性质。
图5是显示具有制备成根据本发明的光电阴极的上述结构的透射型样品的光谱灵敏度性质的图,该图还显示了根据比较例的透射型光电阴极比较例的光谱灵敏度性质。这里,图5中的曲线G510显示了具有前述底层结构No.2(BeO和MgO的混合结晶(Be和Mg的质量比为9∶1))和光电子发射层结构No.1的组合的第一透射型样品的光谱灵敏度性质,曲线G520显示了根据比较例的光电阴极比较例的光谱灵敏度性质,曲线G530显示了具有前述底层结构No.5(在HfO2涂层上形成BeO和MgO的混合结晶,Be和Mg的质量比设定为9∶1)和光电子发射层结构No.1的组合的第二透射型样品的光谱灵敏度性质。
在根据本发明的光电阴极1A的第一透射型样品中,支撑基板100A由硼硅玻璃构成,底层200由BeO和MgO的混合结晶构成(BeO和MgO同时蒸汽沉积在支撑基板100A上),Be和Mg的质量比设定为9∶1,并且光电子发射层300由K-CsSb层构成。而且,在第一透射型样品中,底层200的厚度是100,光电子发射层300的厚度是160,光电子发射层300的厚度与底层200的厚度的比例是1.6。
另一方面,在比较例中,支撑基板由硼硅玻璃构成,底层由MnOX单层构成,并且光电子发射层由K-CsSb层构成。而且,在比较例中,底层的厚度是30,光电子发射层的厚度是160,光电子发射层的厚度和底层的厚度的比例是5.3。
而且,在根据本发明的光电阴极1A的第二透射型样品中,支撑基板100A由硼硅玻璃构成。底层200由蒸汽沉积在支撑基板100A上的作为AR涂层的HfO2和BeO和MgO的混合结晶构成(BeO和MgO同时蒸汽沉积在HfO2涂层上),Be和Mg的质量比设定为9∶1。而且,光电子发射层300由K-CsSb层构成。而且,在第二透射型样品中,底层200的厚度是400(HfO2的厚度是300;BeO和MgO混合结晶的厚度是100),光电子发射层300的厚度是160,光电子发射层300的厚度和底层200的厚度的比例是0.4。这里,光电子发射层300的厚度和由BeO和MgO混合结晶构成的层的厚度的比例是1.6。
从图5可以看出,由于含有BeO和MgO混合结晶(Be和Mg的质量比为9∶1)的区域设置在至少一部分底层200内,与比较例相比,制成根据本发明的光电阴极的透射型样品在整个可用波长范围内的量子效率得到提高。具体地,比较例中在360nm波长处的量子效率为26.9%,而在第一透射型样品中,该量子效率为40.8%,在第二透射型样品中为44.8%,从而证实灵敏度提高了大约50%或更高。为了显著提高根据本发明的光电阴极中的有效量子效率,优选底层200的厚度设定成使光电子发射层300的厚度和底层200的厚度的比例为大于或等于0.1且小于或等于100的范围内。此外,优选底层200的厚度设定成处于20-500的范围内,光电子发射层300的厚度在50-2000的范围内。
同时,通过将底层200的结构变成K-CsSb光电子发射层300得到的各种透射型样品在360nm波长处的量子效率变成如下。即,在底层200设置成BeO单层(结构No.1)的情况下,得到的透射型样品的量子效率为38.8%。此外,在底层200具有结构No.2的情况下,其中在蒸汽沉积MgO之后蒸汽沉积BeO,得到的透射型样品的量子效率为38%。而且,在底层200由BeO和MnO混合结晶(Be和Mn的质量比为9∶1)构成(结构3)的情况下,得到的透射型样品的量子效率为38%。在底层200由BeO和Y2O3的混合结晶(Be和Y的质量比为9∶1)构成的情况下,得到的透射型样品的量子效率为41.2%。而且,在底层200由BeO和HfO2的混合结晶(Be和Hf的质量比为9∶1)构成(结构3)的情况下,得到的透射型样品的量子效率为39.6%。在具有任意底层结构的透射型样品中,均证实了与比较例相比灵敏度得到提高。具体地,在第二透射型样品(包括硼硅玻璃的支撑基板100A、由HfO2涂层和BeO和MgO的混合结晶构成的底层200、和K-CsSb光电子发射层300)的情况下,可以得到峰值为44.8%的很高的量子效率,如图5所示。
这里,如上所述,与比较例相比,制成根据本发明的光电阴极的样品在光谱灵敏度方面有显著提高,这一实事被认为原因在于含有BeO的底层200起到阻碍层的作用。更具体地,光电子发射层300中含有的碱金属(例如K、Cs等)在光电阴极制造过程中进行热处理时被分散,因此,认为其移动至与光电子发射层300相邻的层。在这种情况下,可以推测,由此造成了有效量子效率的下降。另一方面,当含有BeO的底层200设置成与光电子发射层300接触的相邻层时,则认为在光电阴极制造过程中进行热处理时有效抑制了光电子发射层300中含有的碱金属(例如K、Cs等)的扩散。由此可以推测如下事实:可以在具有含有BeO的底层200的光电阴极中实现很高的有效量子效率。而且,可以推测,底层200发挥作用,以使在光电子发射层300内产生的光电子当中朝着支撑基板100一侧行进的光电子的方向反转。因此,认为光电阴极作为整体的量子效率得到显著提高。
在光电子发射层300中含有多种类型的碱金属的情况下,有必要多次提供碱蒸汽。因此,抑制了由于热处理造成的量子效率的下降,这一点非常有效。
如上所述,与传统的光电阴极相比,根据本发明的光电阴极在有效量子效率方面得到显著提高。
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。这种变化认为不背离本发明的范围,并且所有这些于本领域技术人员显而易见的变形均包括在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种光电阴极,具有使得具有预定波长的光入射的光入射面和响应于光入射而发射光电子的光电子发射面,其特征在于,包括:
支撑基板,具有第一主面和与所述第一主面相对的第二主面;
光电子发射层,具有第一主面和与所述第一主面相对的第二主面,并含有碱金属,所述光电子发射层设置在所述支撑基板的第二主面上,使得所述光电子发射层的第一主面面向所述支撑基板的第二主面;和
底层,设置在所述支撑基板和所述光电子发射层之间,同时与所述支撑基板的第二主面和所述光电子发射层的第一主面均直接接触,所述底层含有铍元素。
2.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层的厚度设置成使得所述光电子发射层的厚度和所述底层的厚度的比例落入大于或等于0.1且小于或等于100的范围内。
3.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层包括氧化铍和氧化镁的混合结晶。
4.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层包括氧化铍和氧化锰的混合结晶。
5.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层包括氧化铍和氧化钇的混合结晶。
6.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层包括氧化铍和氧化铪的混合结晶。
7.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述底层包括含有氧化铍的层和设置在所述含有氧化铍的层和所述支撑基板之间的氧化铪膜。
8.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述光电子发射层由锑和碱金属的化合物构成。
9.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述碱金属含有铯、钾和钠中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述支撑基板由传送入射到其中的具有预定波长的光的材料构成,
其中所述光电阴极包括透射型光电阴极,其中所述支撑基板的第一主面用作光入射面,而所述光电子发射层的第二主面用作光电子发射面。
11.一种电子管,其特征在于,包括:
根据权利要求10所述的光电阴极;
阳极,收集从所述光电阴极发射的电子;和
容器,收纳所述光电阴极和所述阳极。
12.一种光电倍增管,其特征在于,包括:
根据权利要求10所述的光电阴极;
电子倍增部,具有用于对从所述光电阴极发射的光电子进行级联倍增的多级倍增电极;
阳极,收集从所述电子倍增部发射的二次电子;以及
容器,收纳所述光电阴极、所述电子倍增部和所述阳极。
13.根据权利要求1所述的光电阴极,其特征在于,所述支撑基板由阻碍入射到其中的具有预定波长的光的材料构成,
其中所述光电阴极包括反射型光电阴极,其中所述光电子发射层的第二主面不仅用作光入射面,还用作光电子发射面。
14.一种电子管,其特征在于,包括:
根据权利要求13所述的光电阴极;
阳极,收集从所述光电阴极发射的电子;和
容器,收纳所述光电阴极和所述阳极。
15.一种光电倍增管,其特征在于,包括:
根据权利要求13所述的光电阴极;
电子倍增部,具有用于对从所述光电阴极发射的光电子进行级联倍增的多级倍增电极;
阳极,收集从所述电子倍增部发射的二次电子;和
容器,收纳所述光电阴极、所述电子倍增部和所述阳极。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101859672A (zh) * 2009-04-02 2010-10-13 浜松光子学株式会社 光电阴极、电子管以及光电倍增管
CN103715033A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高灵敏度锑碱光电阴极和光电倍增管
WO2017128271A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. A photomultiplier and methods of making it
CN111223739A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 陈新云 新型铜铍合金倍增级及其制备方法
CN112908807A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 陕西理工大学 一种光电阴极及其应用
CN113302715A (zh) * 2018-10-05 2021-08-24 艾德特斯解决方案有限公司 对电子倍增器内部区域的改进
CN114058447A (zh) * 2021-03-31 2022-02-18 杭州安誉科技有限公司 光电倍增管用光电阴极及其制备方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8873596B2 (en) 2011-07-22 2014-10-28 Kla-Tencor Corporation Laser with high quality, stable output beam, and long life high conversion efficiency non-linear crystal
US9076639B2 (en) 2011-09-07 2015-07-07 Kla-Tencor Corporation Transmissive-reflective photocathode
US10197501B2 (en) 2011-12-12 2019-02-05 Kla-Tencor Corporation Electron-bombarded charge-coupled device and inspection systems using EBCCD detectors
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US9601299B2 (en) 2012-08-03 2017-03-21 Kla-Tencor Corporation Photocathode including silicon substrate with boron layer
US9151940B2 (en) 2012-12-05 2015-10-06 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
US9426400B2 (en) 2012-12-10 2016-08-23 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for high speed acquisition of moving images using pulsed illumination
US9529182B2 (en) 2013-02-13 2016-12-27 KLA—Tencor Corporation 193nm laser and inspection system
US9608399B2 (en) 2013-03-18 2017-03-28 Kla-Tencor Corporation 193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser
US9478402B2 (en) 2013-04-01 2016-10-25 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube, image sensor, and an inspection system using a PMT or image sensor
US9347890B2 (en) 2013-12-19 2016-05-24 Kla-Tencor Corporation Low-noise sensor and an inspection system using a low-noise sensor
US9748294B2 (en) 2014-01-10 2017-08-29 Hamamatsu Photonics K.K. Anti-reflection layer for back-illuminated sensor
US9410901B2 (en) 2014-03-17 2016-08-09 Kla-Tencor Corporation Image sensor, an inspection system and a method of inspecting an article
US9804101B2 (en) 2014-03-20 2017-10-31 Kla-Tencor Corporation System and method for reducing the bandwidth of a laser and an inspection system and method using a laser
US9767986B2 (en) 2014-08-29 2017-09-19 Kla-Tencor Corporation Scanning electron microscope and methods of inspecting and reviewing samples
US9419407B2 (en) 2014-09-25 2016-08-16 Kla-Tencor Corporation Laser assembly and inspection system using monolithic bandwidth narrowing apparatus
US9748729B2 (en) 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
US9860466B2 (en) 2015-05-14 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Sensor with electrically controllable aperture for inspection and metrology systems
US10748730B2 (en) 2015-05-21 2020-08-18 Kla-Tencor Corporation Photocathode including field emitter array on a silicon substrate with boron layer
US10462391B2 (en) 2015-08-14 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Dark-field inspection using a low-noise sensor
US10778925B2 (en) 2016-04-06 2020-09-15 Kla-Tencor Corporation Multiple column per channel CCD sensor architecture for inspection and metrology
US10313622B2 (en) 2016-04-06 2019-06-04 Kla-Tencor Corporation Dual-column-parallel CCD sensor and inspection systems using a sensor
US10175555B2 (en) 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system
JP6974210B2 (ja) * 2018-02-22 2021-12-01 浜松ホトニクス株式会社 イオン検出器
CN108281337B (zh) * 2018-03-23 2024-04-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 光电阴极及x射线诊断系统
US11114489B2 (en) 2018-06-18 2021-09-07 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
US10943760B2 (en) 2018-10-12 2021-03-09 Kla Corporation Electron gun and electron microscope
US11114491B2 (en) 2018-12-12 2021-09-07 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
KR20220027944A (ko) 2019-06-07 2022-03-08 아답타스 솔루션즈 피티와이 엘티디 전파 2차 전자 방출 수단을 포함하는 검출기
WO2020261704A1 (ja) 2019-06-26 2020-12-30 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極、電子管、及び、光電陰極の製造方法
US11848350B2 (en) 2020-04-08 2023-12-19 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor using a silicon on insulator wafer

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1005708A (en) 1960-12-14 1965-09-29 Emi Ltd Improvements relating to photo electrically sensitive devices
US3631303A (en) 1970-01-19 1971-12-28 Varian Associates Iii-v cathodes having a built-in gradient of potential energy for increasing the emission efficiency
JPS5247665B2 (zh) 1972-02-14 1977-12-03
JPS529499B2 (zh) 1972-12-18 1977-03-16
US4339469A (en) * 1979-11-29 1982-07-13 Rca Corporation Method of making potassium, cesium, rubidium, antimony photocathode
US4311939A (en) * 1980-03-21 1982-01-19 Rca Corporation Alkali antimonide layer on a beryllim-copper primary dynode
US4341427A (en) * 1980-06-30 1982-07-27 Rca Corporation Method for stabilizing the anode sensitivity of a photomultiplier tube
FR2493036A1 (fr) 1980-07-30 1982-04-30 Hyperelec Photocathode bialcaline a reponse spectrale elargie et procede de fabrication
FR2498321A1 (fr) 1981-01-21 1982-07-23 Labo Electronique Physique Structure de detection photoelectrique
US4639638A (en) * 1985-01-28 1987-01-27 Sangamo Weston, Inc. Photomultiplier dynode coating materials and process
JPS6220654A (ja) 1985-07-19 1987-01-29 Toyota Motor Corp 車両用エンジン制御装置の電源回路
US5304815A (en) * 1986-09-11 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Electron emission elements
EP0259878B1 (en) 1986-09-11 1997-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Electron emission element
DE8710514U1 (zh) 1987-07-31 1987-09-24 Fag Kugelfischer Georg Schaefer Kgaa, 8720 Schweinfurt, De
JPH0552444A (ja) 1991-08-20 1993-03-02 Sanyo Electric Co Ltd エンジン駆動ヒートポンプ装置
JP2500209B2 (ja) 1991-09-11 1996-05-29 浜松ホトニクス株式会社 反射型光電面および光電子増倍管
JP2758529B2 (ja) 1992-04-22 1998-05-28 浜松ホトニクス株式会社 反射型光電面および光電子増倍管
JP2923395B2 (ja) 1992-08-24 1999-07-26 浜松ホトニクス株式会社 光電面および光電子増倍管
JPH0883561A (ja) 1994-09-13 1996-03-26 Hamamatsu Photonics Kk 二次電子増倍電極および光電子増倍管
JPH0896705A (ja) * 1994-09-27 1996-04-12 Hamamatsu Photonics Kk 半導体光電陰極及び光電管
JP3524249B2 (ja) * 1996-01-16 2004-05-10 浜松ホトニクス株式会社 電子管
JPH11135003A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Hamamatsu Photonics Kk 光電面及びそれを用いた電子管
JP3429671B2 (ja) * 1998-04-13 2003-07-22 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極及び電子管
JP4116294B2 (ja) 2002-01-07 2008-07-09 浜松ホトニクス株式会社 光電面および光電変換管
US20060152154A1 (en) * 2003-01-17 2006-07-13 Hiroyuki Sugiyama Alkali metal generating agent, alkali metal generator, photoelectric surface, secondary electron emission surface, electron tube, method for manufacturing photoelectric surface, method for manufacturing secondary electron emission surface, and method for manufacturing electron tube
WO2004066337A1 (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Hamamatsu Photonics K.K. アルカリ金属発生剤、アルカリ金属発生器、光電面、二次電子放出面、電子管、光電面の製造方法、二次電子放出面の製造方法及び電子管の製造方法
US20050217722A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Takahiro Komatsu Organic photoelectric conversion element and method of producing the same, organic photodiode and image sensor using the same, organic diode and method of producing the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101859672A (zh) * 2009-04-02 2010-10-13 浜松光子学株式会社 光电阴极、电子管以及光电倍增管
CN101859672B (zh) * 2009-04-02 2015-01-21 浜松光子学株式会社 光电阴极、电子管以及光电倍增管
CN103715033A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高灵敏度锑碱光电阴极和光电倍增管
WO2017128271A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. A photomultiplier and methods of making it
US20190006159A1 (en) 2016-01-29 2019-01-03 Shenzhen Genorivision Technology Co., Ltd. A Photomultiplier and Methods of Making It
US10453660B2 (en) 2016-01-29 2019-10-22 Shenzhen Genorivision Technology Co., Ltd. Photomultiplier and methods of making it
CN113302715A (zh) * 2018-10-05 2021-08-24 艾德特斯解决方案有限公司 对电子倍增器内部区域的改进
CN113302715B (zh) * 2018-10-05 2024-03-12 艾德特斯解决方案有限公司 对电子倍增器内部区域的改进
CN111223739A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 陈新云 新型铜铍合金倍增级及其制备方法
CN111223739B (zh) * 2018-11-26 2023-11-24 陈新云 新型铜铍合金倍增级及其制备方法
CN112908807A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 陕西理工大学 一种光电阴极及其应用
CN114058447A (zh) * 2021-03-31 2022-02-18 杭州安誉科技有限公司 光电倍增管用光电阴极及其制备方法

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Publication number Publication date
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JP2008166262A (ja) 2008-07-17
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EP1939917B1 (en) 2015-02-25

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