CN101515531B

CN101515531B - 光电倍增器

Info

Publication number: CN101515531B
Application number: CN200910009415.4A
Authority: CN
Inventors: 大村孝幸; 久嶋浩之; 下井英树; 小玉刚史
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: EP2093788A3; EP2093788A2; US8330364B2; CN101515531A; US20090212699A1; JP2009200044A

Abstract

本发明涉及一种以能够大批量生产的构造实现响应时间特性的大幅的改善的光电倍增器。第2级倍增电极单元(DY1)支撑接收来自光电阴极(200)的光电子的第1倍增电极，第1级倍增电极单元(DY2)支撑接收来自第1倍增电极的二次电子的第2倍增电极。另外，从光电阴极(200)测看时，倍增电极管脚(430)被保持在有助于二次电子倍增的电子倍增部(400)的有效区域(AR1)内。通过该构成，缩短了从光电阴极(200)至第1级倍增电极单元(DY2)的焦距(D)，扩大了有效区域(AR1)，有效地降低了从光电阴极(200)朝向第1级倍增电极单元(DY2)的光电子的运动时间的偏差。

Description

光电倍增器

技术领域

本发明涉及一种光电倍增器，该光电倍增器通过响应来自光电阴极的光电子的入射，分为多阶级地依次放出二次电子，从而能够实现二次电子的级联倍增。

背景技术

近年来，在核医学领域，正在积极地寻求作为下一代PET(Positron-Emission Tomography：正电子发射断层摄影)装置的TOF-PET(Time-of-Flight-PET：飞行时间PET)的发展。由于TOF-PET装置同时测量从投入体内的放射性同位素放出的2条γ射线，因而以围绕被拍摄体的方式配置的测定器使用了具有卓越的高速响应性的大量的光电倍增器。

尤其是为了实现更稳定的高速响应性而准备多个电子倍增通道，在上述多个电子倍增通道上并行地进行电子倍增的多通道电子倍增管应用于上述的下一代PET的情况正在增多。例如，专利文献1所记载的多通道电子倍增管，具有区分为多个光入射区域(分别为被分配于一个电子倍增通道的光电阴极)的一片入射面板，并且，具有在一根玻璃管内封入作为被分配于上述多个光入射区域的电子倍增通道而准备的多个电子倍增部(由倍增电极单元和阳极构成，倍增电极单元由多级倍增电极(dynode)构成)。像这样在一根玻璃管内包含多个光电倍增器的构造的光电倍增器一般被称为多通道光电倍增器。

如上所述，多通道光电倍增器具备这样的构造：多个电子倍增通道分担通过用一个电子倍增部对从配置于入射面板的光电阴极放出的光电子进行电子倍增而得到阳极输出的单通道光电倍增器的功能。例如，在二维配置有四个光入射区域(电子倍增通道用的光电阴极)的多通道电子倍增管中，如果着眼于一个电子倍增通道，那么，由于光电子放出区域(光电阴极的有效区域)相对于入射面板为1/4以下，因而，各个电子倍增通道中的电子运动时间差也容易改善。结果，与单通道光电倍增器全体中的电子运动时间差相比，能够期待多通道电子倍增器全体中的电子运动时间差的大幅度的改善。

专利文献1：国际公开第WO2005/091332号公报

发明内容

发明人对上述的以往的多通道光电倍增器进行了研究，结果发现了以下的问题。即，在以往的多通道光电倍增器中，按照来自光电阴极的光电子的放出位置而在预先分配的电子倍增通道进行电子倍增，因而，能够以降低每个电子倍增通道的电子运动时间差的方式对各电极配置进行最佳设计。如上所述，通过改善各电子倍增通道中的电子运动时间差，从而改善多通道光电倍增器全体的电子运动时间差，结果提高了多通道光电倍增器全体的高速响应性。

然而，这样的多通道光电倍增器，对于电子倍增通道间的平均电子运动时间差的不均匀没有进行丝毫的改善。另外，形成有光电阴极的入射面板上的光射出面(位于密封容器内部的面)在围绕包括该密封容器的管轴的中心区域的周边区域，尤其是在光射出面和管体内壁所交叉的边界部分(光射出面的边缘部)，光射出面的形状发生形变。在此情况下，由于在光电阴极-倍增电极之间或者光电阴极-集束电极之间的等电位线上产生了混乱，因而即使在一个通道内，也有可能因光电子的放出位置而产生迷失的光电子。为了进一步改善高速响应性，不能无视这样的迷失的光电子的存在。

而且，在TOF-PET装置的制造中，由于大量的光电倍增器成为必要，因而有望在适用于TOF-PET装置等的光电倍增器采用适于更大批量生产的构造。

本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于，提供一种光电倍增器，该光电倍增器通过以适于更大批量生产的构造来实现从光电阴极放出的光电子的依赖于放出位置的光电子运动时间差的降低，从而从整体上大幅改善T.T.S(渡越时间离散：Transit Time Spread)和C.T.T.D(阴极渡越时间差：Cathode Transit Time Difference)等的响应时间特性。

目前，正在开发在PET装置中附加有TOF(飞行时间：Time-of-Flight)功能的PET装置。在该TOF-PET装置中所使用的光电倍增器的C.R.T(符合分辨时间：Coincidence Resolving Time)响应特性也变得重要。以往的光电倍增器已经不能够满足TOF-PET装置的C.R.T响应特性的要求。因此，在本发明中，因为将现有的PET装置作为基础，所以维持真空管外径的现状，并以满足TOF-PET装置的要求的C.R.T.测定成为可能的方式进行轨道设计。具体而言，为了改善与C.R.T响应特性相关的T.T.S，以分别改善入射面板的整个面上的T.T.S.和各入射区域的T.T.S.的方式进行轨道设计。

本发明所涉及的光电倍增器具备内部被减压至规定的真空度的密封容器，并且具备分别配置在该密封容器内的光电阴极、包括多级的倍增电极单元的电子倍增部、以及阳极。而且，该光电倍增器具备用于将多级的倍增电极单元分别设定在规定电位的多个引线管脚(以下称为倍增电极管脚)。光电阴极响应于规定波长的光，向该密封容器内放出光电子。电子倍增部，以响应于从光电阴极到达的光电子而放出二次电子，依次级联倍增该二次电子的方式包括N(≥2)级的倍增电极单元。这些N级的倍增电极单元，从光电阴极朝向阳极并经由绝缘垫片而层叠。另外，这些倍增电极单元各自具有分别被设定在相同电位的1个或1个以上的倍增电极。阳极以与光电阴极一起夹着电子倍增部的方式配置在密封容器内，捕获从电子倍增部放出的二次电子。多个倍增电极管脚以一端分别电连接于对应的倍增电极单元的状态固定。

尤其是本发明所涉及的光电倍增器，从光电阴极侧看电子倍增部时，具备在由包括构成多级倍增电极单元的整个倍增电极的最小视野区域规定的、电子倍增部的有效区域内，保持多个倍增电极管脚的构造。此外，在本说明书中，电子倍增部的有效区域是指有助于二次电子倍增的、从光电阴极侧看时的视野区域，作为电子倍增部的电子入射面，被规定于垂直于密封容器中的管体的中心轴的平面上。更加具体而言，当将电子倍增部所包括的整个倍增电极的轮廓线投影到电子倍增部的电子入射面上时，为包括轮廓线的整个投影成分的最小区域。所以，规定电子倍增部的有效区域的边界线，与任一个倍增电极轮廓线的投影成分的一部分一致。

在以往的光电倍增器中，倍增电极管脚沿着避开配置有倍增电极的电子倍增部的有效区域的该有效区域的周边，具体而言，沿着支撑倍增电极的框架的外周而配置。另一方面，在本发明所涉及的光电倍增器中，由于在电子倍增部的有效区域内配置有倍增电极管脚，因而能够比以往的光电倍增器更扩大电子倍增部的有效区域。另外，通过扩大有效区域而降低了从面对电子倍增部的电子入射面的光电阴极中尤其是周边放出的光电子的轨道修正的程度，因而大幅地降低了焦距(从光电阴极到达第1级倍增电极单元的光电子的运动距离)。

在各个倍增电极单元中，分别被设定在相同电位的多个倍增电极是以由至少2个倍增电极夹着所对应的倍增电极管脚的被固定的一端的方式配置。具体而言，从光电阴极朝向阳极，第n(2≤n≤N)级倍增电极单元具备分别被设定在各个相同电位的多个倍增电极、用于将这些多个倍增电极的间隔保持为一定的支撑框架、以及多个倍增电极管脚中对应的倍增电极管脚。支撑框架，在其一部分上具有位于多个倍增电极中至少2个倍增电极之间的形状，并且设有用于不电接触地使对应于第(n-1)级倍增电极单元的倍增电极管脚贯通的贯通孔。

另外，位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片的一部分，具有将对应于第(n-1)级倍增电极单元的倍增电极管脚保持的贯通孔，通过固定于第n级倍增电极单元，从而构成该第n级倍增电极单元的一部分。这时，绝缘垫片以贯通孔的中心与设在第n级倍增电极单元的支撑框架的一部分上的贯通孔的中心相一致的方式进行配置。而且，位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片，具有对应于第n级倍增电极单元的倍增电极管脚的、用于规定沿着从光电阴极朝向阳极的方向的位置的构造。

更加具体而言，优选第n级倍增电极单元的支撑框架是H形状，该H形状由一对支撑部和连接部构成，该一对支撑部以夹着全部多个倍增电极的方式配置，连接部以两端固定于该一对支撑部且由被设定在相同电位的多个倍增电极中至少2个倍增电极夹着的方式配置。这时，在连接部上设有将所对应的倍增电极管脚的一端固定的构造。同样，位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片(构成第n级倍增电极单元的一部分)，为了确保倍增电极的支撑空间和倍增电极管脚的支撑构造的空间，也具有H形状。即，该绝缘垫片也具有对应于第n级倍增电极单元的支撑框架的一对支撑部的一对支撑部、以及对应于第n级倍增电极单元的支撑框架的连接部的连接部。此外，通过将绝缘垫片制作H形状，从而即使以紧密结合各个倍增电极单元的状态进行层叠，也能够在倍增电极单元之间设置空间，因而在制造工序中排气变得容易，并且能够从光电阴极向各倍增电极单元充分地供给碱性蒸汽。

所以，在第n级倍增电极单元的支撑框架的连接部上，设有用于不电接触地使对应于第(n-1)级倍增电极单元的倍增电极管脚贯通的贯通孔。同样，在构成第n级倍增电极单元的一部分的绝缘垫片的连接部上，也设有将对应于第(n-1)级倍增电极单元的倍增电极管脚保持的贯通孔，该绝缘垫片以该贯通孔的中心与设在第n级倍增电极单元的支撑框架的连接部的贯通孔的中心相一致的方式配置。

作为用于将绝缘垫片固定于支撑框架的构造以及倍增电极管脚的定位构造的一个示例，例如在设在位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片的贯通孔内，形成有台阶部。另一方面，在对应于第n级倍增电极单元的倍增电极管脚上，设有与形成于绝缘垫片的贯通孔内的台阶部相接的凸缘。所以，由该台阶部规定了对应于第n级倍增电极单元的倍增电极管脚的、沿着从光电阴极朝向阳极的方向的位置。另外，在该凸缘与该绝缘垫片的台阶部相接的状态下，如果倍增电极管脚的一端固定于所对应的倍增电极单元的支持框架(连接部)，则绝缘垫片自身被凸缘部压在支撑框架上。通过如上述般形成于绝缘垫片的贯通孔的台阶部和倍增电极管脚的相互作用，从而实现了用于将绝缘垫片固定于支撑框架的构造以及倍增电极管脚的定位构造。

而且，位于所层叠的倍增电极单元之间的绝缘垫片也可以由多个垫片要素构成。具体而言，位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片具备分别具有相同形状且以沿着从光电阴极朝向阳极的方向直接接触的状态进行层叠的多个垫片要素。在此情况下，通过调节垫片要素的数量，从而能够任意地变更各倍增电极单元的间隔(支撑框架的间隔)。

另外，位于第n级倍增电极单元和第(n+1)级倍增电极单元之间的绝缘垫片也可以具有多个遮光部，该多个遮光部以堵塞由第n级倍增电极单元中的倍增电极分别夹着的空间的方式配置。在此，在多个遮光部的各自上设有用于使碱性金属蒸汽通过的多条狭缝。设在位于所层叠的倍增电极单元之间的绝缘垫片的遮光部，以防止在阳极侧所产生的光到达光电阴极侧的方式而起作用，另一方面，狭缝能够使光电阴极形成用的碱性金属蒸汽从阳极侧向光电阴极侧通过。

此外，通过以下的详细说明以及附图，能够充分地理解本发明所涉及的各实施方式。这些实施方式仅作为示例而提出，并不能限定本发明。

另外，本发明的更进一步的应用范围因以下的详细说明而变得明朗。然而，详细的说明以及特定的事例虽然表示了本发明的优选的实施方式，但仅为了示范而提出，并且，通过该详细的说明，本发明的范围内的各种变形以及改良，对于技术领域的技术人员来说是不言而喻的。

依照本发明所涉及的光电倍增器，能够减少从光电阴极的周边区域放出的光电子的轨道修正，结果能够实现焦距短的构造，因而大幅地改善了T.T.S或C.T.T.D等的响应时间特性。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的光电倍增器的一个实施方式的概略构成的一部分断裂图。

图2是用于说明本发明所涉及的光电倍增器中的密封容器的构造的组装工序图以及截面图。

图3是表示图1所示的光电倍增器的沿I-I线的截面构造的图。

图4是用于说明本发明所涉及的光电倍增器中的集束电极单元、电子倍增部、以及阳极单元的各构造的组装工序图。

图5是表示经过图4所示的组装工序而完成的内部单元(将集束电极单元、电子倍增部、以及阳极单元层叠为一体的单元)的概况的立体图。

图6是用于说明集束电极单元的构成的组装工序图。

图7是用于说明构成电子倍增部的一部分的第4级倍增电极单元的第1构成例的组装工序图以及截面图。

图8是用于说明各倍增电极单元(图7(a))中的倍增电极的制造方法的工序图。

图9是用于说明配置于倍增电极单元之间的绝缘垫片的构成的立体图以及截面图。

图10是用于说明倍增电极单元的层叠构造的截面图。

图11是用于说明构成电子倍增部的一部分的第4级倍增电极单元的第2构成例的组装工序图以及立体图。

图12是用于说明构成电子倍增部的一部分的第4级倍增电极单元的第3构成例的组装工序图以及截面图。

图13是用于说明阳极单元的第1构成例的组装工序图。

图14是用于说明阳极单元的第2构成例的组装工序图。

图15是用于说明阳极单元的第3构成例的组装工序图。

图16是表示作为内部单元的其他构成例的将图6的集束电极单元、图12的包括倍增电极单元的电子倍增部、以及图14的阳极单元层叠为一体的内部单元的概况的立体图。

图17是用于说明图16所示的内部单元的沿XVIII-XVIII线的截面图。

图18是用于说明能够适用于倍增电极单元的各种倍增电极的构造的一部分断裂图，图18(d)是用于说明本发明的构造的特长的概念图。

图19是用于说明倍增电极单元的构造和电子倍增部的有效区域的、倍增电极单元的平面图以及截面图。

图20是用于一边与以往的技术比较一边说明本发明所涉及的光电倍增器的技术效果的概念图。

图21是用于说明本发明所涉及的光电倍增器的构造特征以及效果和用于说明从光电阴极放出的光电子的轨道的图。

图22是为了说明本发明所涉及的光电倍增器的构造特征以及效果而准备的第1比较例所涉及的光电倍增器的、相当于图21的截面图，是用于说明该第1比较例所涉及的光电倍增器中的光电子的轨道的图。

图23是为了说明本发明所涉及的光电倍增器的构造特征以及效果而准备的第2比较例所涉及的光电倍增器的、相当于图21的截面图，是用于说明该第2比较例所涉及的光电倍增器中的光电子的轨道的图。

图24是用于说明本发明所涉及的光电倍增器中的密闭容器的其他构造的组装工序图以及截面图。

符号说明

100…密封容器

200…光电阴极

300…集束电极单元

400…电子倍增部

420、420A、420B…绝缘垫片

500…阳极单元

520、520B…阳极电极

DY1～DY8…倍增电极单元

430…倍增电极管脚

AR1～AR3…有效区域

实施方式

以下，一边参照图1～图24，一边详细地说明本发明所涉及的光电倍增器的各实施方式。并且，在附图的说明中，将相同的符号标注于同一部位以及同一要素，省略重复的说明。

图1是表示本发明所涉及的光电倍增器的一个实施方式的概略构成的一部分断裂图。图2是用于说明本发明所涉及的光电倍增器中的密封容器的构造的组装工序图以及截面图。另外，图3是表示图1所示的光电倍增器的沿I-I线的截面构造的图。

如图1所示，本发明所涉及的光电倍增器具备在底部设有用于将内部减压至规定的真空度的管600(在抽真空后中间坚实化)密闭容器100，并且还具备设在该密闭容器100内的光电阴极200、集束电极单元300、电子倍增部400、以及阳极单元500。

如图2(a)所示，密闭容器100由封筒(envelope)部分和芯柱130构成，该芯柱130熔融焊接于该封筒部分的一端并构成设有管600的该密封容器100的底部。封筒部分的顶端部分110作为入射面而起作用(以下，将封筒部分的顶端部分称为入射面板)。另外，封筒部分是该入射面板110和沿着规定的管轴AX延伸的管体120形成为一体的中空玻璃部件。另外，图2(b)是沿着图2(a)中的I-I线的密封容器100的截面图，尤其显示了包括管体120的一部分的入射面板110附近的截面。入射面板110具有光入射面110a、与该光入射面110a相对的光射出面110b，在位于该密封容器100的内侧的光射出面110b上形成有光电阴极200。管体120是以管轴AX为中心并沿着该管轴AX延伸的中空玻璃部件。入射面板110位于该中空部件的一端，而在另一端上熔融焊接有芯柱130。芯柱130的将密封容器100的内部和外部连通的贯通孔沿着管轴AX设置。以围绕该贯通孔的方式配置用于将密封容器100的内部和外部电连接的引线管脚700。这些引线管脚700连接于位于密封容器100的外部的泄放回路(bleeder circuit)或者将阳极信号放大的放大回路。在芯柱130上，在设有贯通孔的位置安装有用于排放密封容器100内的空气的管600。此外，管600在该光电倍增器的制造结束时，一端封闭并保持密封容器100内的真空气密状态。

电子倍增管500由从芯柱130向该密闭容器100内延伸的引线管脚700规定该密闭容器100内的管轴AX方向的设置位置。另外，在电子倍增部400的电子入射面上，配置有用于修正从光电阴极200放出至密封容器100内的光电子的轨道的主要包括集束电极的集束电极单元300。

如图3所示，电子倍增部400以响应于从光电阴极200经由集束电极单元300而到达的光电子并放出二次电子，依次级联倍增该二次电子的方式包括N(≥2)级的倍增电极单元。在该实施方式中，8级的倍增电极单元从光电阴极200向着阳极单元500经由绝缘垫片而进行层叠。此外，在该实施方式中，层叠于第1级的倍增电极单元包括多个第2倍增电极，层叠于第2级的倍增电极单元包括多个第1倍增电极。第1倍增电极是响应于来自光电阴极200的光电子的入射而放出二次电子的倍增电极，第2倍增电极是响应于来自第1倍增电极的二次电子的入射而放出二次电子的倍增电极。如此，第1倍增电极为了更有效地捕获来自光电阴极200的光电子，以该二次电子入射面直接面对光电阴极200的方式保持在第2级倍增电极单元。此外，在该实施方中，各倍增电极的截面形状是被称为行聚焦(line focus)型(成行(in line)型)的形状。

在以下的说明中，作为本发明所涉及的光电倍增器的一个实施方式，对由夹着管轴AX而配置的6系统的电极组(各自构成2个电子倍增通道的倍增电极组)构成12个电子倍增通道CH1～CH12的多通道光电倍增器进行说明。

首先，图4是用于说明本发明所涉及的光电倍增器的内部单元(集束电极单元300、电子倍增部400、以及阳极单元500)的构造的组装工序图。

集束电极单元300是由设有用于使光电子通过的多个开口的金属框架(集束电极)310，绝缘垫片320a、320b，以及引线管脚330a、330b构成。引线管脚330a、330b的一端经由绝缘垫片320a、320b而固定于金属框架310，另一方面，贯通电子倍增部400的引线管脚330a、330b的另一端直接或者经由金属配线而电连接于固定于芯柱130的引线管脚700。

电子倍增电极400包括经由绝缘垫片而层叠的8级倍增电极单元DY1～DY8。此外，在本说明书中，第1倍增电极是来自光电阴极200的光电子最初到达的倍增电极，以下，按照二次电子到达的顺序称为第2～第8倍增电极。如上所述，在本实施方式中，在第1级倍增电极单元中保持有第2倍增电极，在第2级倍增电极单元中保持有第1倍增电极。所以，在以下的说明中，用DY2表示保持第2倍增电极的第1级倍增电极单元，并且，用DY1表示保持第1倍增电极的第2级倍增电极单元，以懂得所保持的倍增电极的方式用DY3～DY8分别表示以后的倍增电极单元。在本实施方式中，倍增电极单元DY8将最终级倍增电极保持为一体。

倍增电极单元DY1～DY8各自的基本构造相同，例如，第4级倍增电极单元DY4(保持第4倍增电极)是由支撑多个第4倍增电极的支撑框架410、绝缘垫片420、以及用于将该第4级倍增电极单元DY4设定在规定电位的倍增电极用引线管脚(倍增电极管脚)430构成。另外，在倍增电极单元DY1～DY8各自的支撑框架410上，设有不电连接地使位于上级的倍增电极单元的倍增电极管脚430贯通的贯通孔。

阳极单元500具备陶瓷基板、配置于该陶瓷基板510上的作为阳极而起作用的多个电极(阳极电极)520、以及一端连接于这些阳极电机520的多个引线管脚530。此外，引线管脚530的一端经由陶瓷基板510而固定于阳极电极520，另一方面，这些引线管脚560a、560b的另一端直接或者经由金属配线而电连接于固定于芯柱130的引线管脚700。

上述的集束电极单元300、多级倍增电极单元DY1～DY8、以及阳极单元500各自沿着从光电阴极200朝向阳极单元500的方向进行层叠。通过安装用于防止层叠于这样的层叠单元的侧面的倍增电极或各单元的偏移的绝缘性的侧壁基板部件510a～510d(参照图6)，从而维持层叠状态。图5显示了经过以上的组装工序而完成的内部单元(将集束电极单元、电子倍增部、以及阳极单元层叠为一体的单元)的概况。如图5所示，对应于各个倍增电极单元DY1～DY8的倍增电极管脚430，以在后述的电子倍增部400的有效区域AR1内排列成一条直线状的状态贯通阳极单元500的陶瓷基板510。这些倍增电极管脚430的另一端直接或者经由金属配线而电连接于从芯柱130延伸的引线管脚700。

此外，第1级倍增电极单元DY2、第2级倍增电极单元DY1、第3级倍增电极单元DY3、……、第8级倍增电极单元DY8各自的设定电位，由于依次将二次电子向下一级倍增电极引导，因而按照从第1倍增电极至第8倍增电极的顺序逐级升高。即，阳极单元中500中的阳极电极520的电位高于第8倍增电极的电位。作为一个示例，光电阴极200为-1000V，被保持在第2级倍增电极单元DY2的第1倍增电极为-800V，被保持在第1级倍增电极单元DY1的第2倍增电极为-700V，被保持在第3级倍增电极单元DY3的第3倍增电极为-600V，被保持在第4级倍增电极单元DY4的第4倍增电极为-500V，被保持在第5级倍增电极单元DY5的第5倍增电极为-400V，被保持在第6级倍增电极单元DY6的第6倍增电极为-300V，被保持在第7级倍增电极单元DY7的第7倍增电极为-200V，被保持在第8级倍增电极单元DY8的第8倍增电极为-100V，而且，阳极电极520被设定在接地电位(0V)。另外，集束电极单元300被设定在与被保持在第2级倍增电极单元DY1的第2倍增电极相同的电位。

从光电阴极200放出的光电子，通过设在被设定在与该第2倍增电极相同的电位的集束电极单元300的金属框架310的开口之后，到达被保持在第2级倍增电极单元DY1的第1倍增电极。在第1倍增电极的电子到达面上形成有二次电子放出面，相应于光电子的入射而从该第1倍增电极放出二次电子。从第1倍增电极放出的二次电子向着被设定在高于该第1倍增电极的电位的、被保持在第1级倍增电极单元DY2的第2倍增电极运动。在第2倍增电极的电子到达面上也形成二次电子放出面，从该第2倍增电极的二次电子放出面放出的二次电子向着被设定在高于该第2倍增电极的电位的、被保持在第3级倍增电极单元DY3的第3倍增电极运动。同样，从第3倍增电极的二次电子放出面放出的二次电子按照分别被保持在第4～第8级倍增电极单元DY4～DY8的第4倍增电极、第5倍增电极、第6倍增电极、第7倍增电极、第8倍增电极的顺序运动并进行级联倍增。然后，从被保持在最终级(第8级)倍增电极单元DY8的第8倍增电极放出的二次电子到达阳极单元500的阳极电极520，并经由电连接于引线管脚530的引线管脚700而被取出至密封容器100的外部。

接着，使用图6，说明集束电极单元300的具体的构造。图6是用于说明集束电极单元300的构成的组装工序图。

如图6所示，集束电极单元300由设有用于使光电子通过的多个开口的金属框架(集束电极)310，绝缘垫片320a、320b，引线管脚330a、330b构成。

具体而言，金属框架310由外框和分离框架构成，该外框具有包含电子倍增部400的有效区域整体的程度的开口面积，分离框架用于区分使2个电子倍增通道的倍增电极分别露出的开口。在外框的下面(面对阳极单元500的面)固定有一对绝缘垫片320a、320b。这些绝缘垫片320a、320b将电子倍增部400和该集束电极单元300电分离，并且，以将这些单元400、300之间的间隔维持在一定的方式起作用。在绝缘垫片320a、320b上，设有使金属框架310的引线管脚330a、330b通过的贯通孔。另外，引线管脚330a、330b的一端在金属框架310的上部通过焊接、铆接等而固定，引线管脚330a、330b的另一端直接或间接地连接于固定于芯柱130的引线管脚700。集束电极单元300的组装，在重叠金属框架310和绝缘垫片320a、320b的状态下，使引线管脚(330a、330b)贯通于各个贯通孔，并用焊接或铆接将这些引线管脚330a、330b的端部固定于金属框架310。在引线管脚330a、330b上分别设有凸缘331a、331b，由于这些凸缘331a、331b不能够通过设在绝缘垫片320a、320b的贯通孔(即，绝缘垫片320a、320b的贯通孔的内径小于凸缘331a、331b的外径)，因而通过该组装作业而构成集束电极单元300的各部件一体化。而且，在外框的外周设有用于安装侧壁基板部件510a～510d的固定片310a～310d。在图6中仅显示了侧壁基板部件510a～510d中的侧壁基板部件510a(侧壁基板部件510b～510d省略了图示)。在该侧壁基板部件510a的一端上设有卡合部511a。如图4所示，在将集束电极单元300、电子倍增部400、以及阳极单元500层叠之后，通过将该固定片310a和卡合部511a结合，从而使得侧壁基板部件510a以维持层叠构造的方式起作用。此外，虽然图中未显示，但是剩下的侧壁基板部件510b～510d也具有与侧壁基板部件510a相同的构造，并同样地起作用。

另一方面，在各个引线管脚330a、330b上设有接触于绝缘垫片320a、320b的凸缘。通过如上述般在各个引线管脚330a、330b上设有凸缘，从而将引线管脚330a、330b固定于金属框架310，同时，凸缘以将绝缘垫片320a、320b压在金属框架310上的方式起作用，于是，各个绝缘垫片320a、320b固定于金属框架310。此外，集束电极单元300的组装，也可以在将引线管脚330a、330b固定于金属框架310之后，在使引线管脚330a、330b贯通的状态下按照将绝缘垫片320a、320b固定于金属框架310的顺序来进行。

图7是用于说明构成电子倍增部400的一部分的第4级倍增电极单元DY4的第1构成例的组装工序图以及截面图。此外，构成电子倍增部400的倍增电极单元DY1～DY8的基本构造与由图7所示的第4级倍增电极单元DY4相同。另外，图7(b)～(d)是各个支撑框架410的连接部410b的截面图。

用第4、第6、以及第8级倍增电极单元DY4、DY6、以及DY8分别保持的倍增电极的截面形状基本上相同，用第5和第7级倍增电极单元DY5和DY7分别保持的倍增电极的截面形状基本上相同。另外，各级倍增电极单元DY1～DY8，由金属制的支撑框架410、用于将倍增电极单元DY1～DY8之间电分离并规定这些倍增电极单元DY1～DY8之间的间隔的陶瓷制绝缘垫片420、以及为了将各个倍增电极单元DY1～DY8设定在规定的电位而分别为这些倍增电极单元DY1～DY8准备的金属制倍增电极430构成。

例如，如图7(a)所示，在第4级倍增电极单元DY4的情况下，支撑框架410，由以夹着全部的多个倍增电极414的方式配置的一对支撑部410a、两端固定于这一对支撑部410a上且被设定在相同电位的连接部410b构成。尤其是连接部410b，以被多个倍增电极414中的至少2个倍增电极夹着的方式配置，通过如此地配置连接部410b，使得支撑框架410具有H形状。

在连接部410b上，设有不电接触地使对应于至少上级的倍增电极单元(在第4级倍增电极单元DY4的情况下，为第1～第3级倍增电极单元DY1～DY3)的倍增电极管脚贯通的贯通孔411、以及在使所对应的倍增电极管脚430的一端贯通的状态下用焊接或铆接等进行固定的贯通孔。这时，与支撑框架410相对应的倍增电极管脚430的一端电连接，而倍增电极管脚430的另一端在贯通位于下级的倍增电极单元的状态下直接或者间接地连接于固定于芯柱130的引线管脚700。在连接部410b上，设有贯通孔415，该贯通孔415用于使在一端电连接于位于电子倍增部400上方的集束电极单元300的状态下固定的引线管脚330a、330b向芯柱130侧贯通。而且，在连接部410b上，设有用于与上级倍增电极单元(在第4级倍增电极单元DY4的情况下，为第3级倍增电极单元DY3)的绝缘垫片对位的压印(emboss)412、以及用于与直接固定于支撑框架410自身的绝缘垫片420对位的压印413。尤其是图7(b)显示了沿着图7(a)中的III-III线的连接部410b的贯通孔411的截面构造，图7(c)显示了沿着图7(a)中的IV-IV线的连接部410b的压印412的截面构造，而且，图7(d)显示了沿着图7(a)中的V-V线的连接部410b的压印413的截面构造。

绝缘垫片420也与支撑框架410相同，具有H形状，具有对应于构成支撑框架410的一对支撑部410a以及连接部410b的部分。即，绝缘垫片420也具有一对支撑部和连接部。尤其是在绝缘垫片420的连接部上，在对应于设在支撑框架410的连接部410b上的贯通孔411、415的位置设有贯通孔423。这些贯通孔423以与设在支撑框架410的连接部410b上的贯通孔411、415的中心相一致的方式配置。

而且，绝缘垫片420不仅将各级的倍增电极单元之间电分离，而且规定了倍增电极单元之间的间隔。因此，在本实施方式中，绝缘垫片420由具有相同形状的多个垫片要素420a、420b构成。通过调节这些垫片构成要素的数量，从而能够任意地改变倍增电极单元之间的距离(支撑框架的间隔)。此外，构成绝缘垫片420的垫片要素420a、420b沿着从光电阴极200朝向阳极单元500的方向以直接接触的状态进行层叠。例如，在本实施方式中，在第1级倍增电极单元DY2和第2级倍增电极单元DY1之间、第2级倍增电极单元DY1和第3级倍增电极单元DY3之间、以及第3级倍增电极单元DY3和第4级倍增电极单元DY4之间，设置有1枚垫片要素。另外，在第4级～第8级倍增电极单元DY4～DY8之间，分别设置有2枚垫片要素。此外，在第8级倍增电极单元DY8和阳极单元500之间，设置有8枚垫片要素。

倍增电极单元DY1～DY8各自的组装中，将支撑框架410和绝缘垫片420重叠，在倍增电极管脚430贯通于各个贯通孔411、423的状态下，将该倍增电极管脚430固定在支撑框架410上。即，在支撑框架410的上面侧，将倍增电极管脚430和支撑框架410焊接，或者通过在倍增电极管脚430的端部形成铆接，从而将倍增电极管脚430固定于支撑框架410。在此，在集束电极单元300的下侧，按照保持第2倍增电极的倍增电极单元DY2、保持第1倍增电极的倍增电极单元DY1的顺序将各倍增电极单元层叠，但是电子倍增按照被保持于第2级倍增电极单元DY1的第1倍增电极、被保持于第1级倍增电极单元DY2的第2倍增电极的顺序进行。采用如此的构造是为了既效率良好地紧密地层叠倍增电极单元，又实现最佳的电子轨道。

在此，如图8所示，由1对支撑部410a支撑两端的多个倍增电极414与该1对支撑部410a一体地成型，构成支撑框架410的一部分。

即，如图8(a)所示，从一片金属平板将应该成为支撑框架410和倍增电极的平板部分冲裁出。两端连接于支撑框架410的平板部分在通过进一步冲压加工，从而形成有应该成为倍增电极的凹陷。具体而言，如图8(b)所示，以邻接的方式形成有2个凹陷，这些成为互相邻接的2个电子倍增通道。接着，通过沿箭头S1所示的方向弯曲形成有2个倍增电极的平板部分，从而获得在支撑框架410上被保持为一体的倍增电极414(图8(c))。

图9是用于说明配置于倍增电极单元之间的绝缘垫片420的构成的立体图以及截面图。尤其是在图9中，显示了构成绝缘垫片420的垫片要素420a(420b)的构造，如图9(a)所示，该垫片要素420a(420b)具有与支撑框架410相同的H形状。即，垫片要素420a(420b)，由对应于支撑框架410的一对支撑部410a的一对支撑部421、对应于支撑框架410的连接部410b的连接部422构成。

在垫片要素420a(420b)的连接部422上，在对应于支撑框架410的连接部410b的贯通孔411、415的位置设有贯通孔423、426。另外，在连接部422上，设有用于与支撑框架410对位的压印424、以及用于与位于下侧的倍增电极单元的支撑框架对位的压印425。在此，在通过层叠多个垫片要素而构成绝缘垫片420的情况下，压印424、425不起作用。此外，图9(b)表示沿着图9(a)中VI-VI线的、连接部422的贯通孔423的截面构造，图9(c)表示沿着图9(a)中VII-VII线的、连接部422上的压印424的截面构造，而且，图9(d)表示沿着图9(a)中VIII-VIII线的、连接部422的压印425的截面构造。

图10是用于说明倍增电极单元的层叠构造的截面图。如上所述，各级的倍增电极单元DY1～DY8，由保持多个倍增电极414的支撑框架410、绝缘垫片420、以及一端被焊锡432熔融焊接于支撑框架410的倍增电极管脚430构成。如果将这些要素410、420、430组装成一体，那么，如图10(a)所示，将位于上级的倍增电极单元的倍增电极管脚插入到位于正下方的倍增电极单元的贯通孔中。通过按顺序重复进行该工序，从而获得如图10(b)所示的倍增电极单元的层叠构造。此外，在图10中，显示了作为上级的倍增电极单元的第3级倍增电极单元DY3、作为正下方的倍增电极单元的第4级倍增电极单元DY4。此外，各倍增电极单元的组装顺序，可以在固定了与支撑框架410相对应的倍增电极管脚430的一端之后，将绝缘垫片420固定于支撑框架410上。在此情况下，不再需要倍增电极管脚430的凸缘431。

在此，在构成绝缘垫片420的垫片要素420a、420b各自的贯通孔423内，形成有台阶部。另一方面，在对应于各级的倍增电极单元的倍增电极管脚430上，设有接触于在垫片要素420b(在层叠多个垫片要素的情况下，为最下层的垫片要素)的贯通孔423内形成的台阶部的凸缘431。所以，由该台阶部规定了所对应的倍增电极管脚430的、沿着从光电阴极200朝向阳极单元500的方向的位置。另外，在该凸缘431接触于垫片要素420b的台阶部的状态下，如果将倍增电极管脚430的一端固定于支撑框架410(连接部)，则绝缘垫片420整体被凸缘431压在支撑框架410上。通过如上述般形成于垫片要素420b的贯通孔423的台阶部和倍增电极管脚430的相互作用，从而实现了用于将绝缘垫片整体固定于支撑框架410的构造以及倍增电极管脚430的定位构造。

倍增电极单元的构造不限于上述的构造，能够进行各种变形。例如，图11是用于说明构成电子倍增部的一部分的第4级倍增电极单元的第2构成例的组装工序图以及立体图。另外，图12是用于说明构成电子倍增部的一部分的第4级倍增电极单元的第3构成例的组装工序图以及截面图。此外，在以下的说明中，作为第2和第3构成例，对第4级倍增电极单元DY4进行说明。

如图11(a)所示，第2构成例所涉及的第4级倍增电极单元DY4具备保持多个倍增电极414a的支撑框架410A、绝缘垫片420A、以及倍增电极管脚430。支撑框架410A，由以夹着全部的多个倍增电极414a的方式配置的一对支撑部410a、以及两端固定于这些一对支撑部410a并被设定在相同电位的连接部410b构成。图7(a)所示的第1构成例所涉及的支撑框架410的所保持的倍增电极的形状不同。即，在第1构成例的支撑框架410上，由一对支撑部410a支撑2个倍增电极414的双方。另一方面，在该第2构成例的支撑框架410A上，由一对支撑部410a支撑1个倍增电极414a。

该第2构成例的绝缘垫片420A也与第1构成例的绝缘垫片420相同，具有对应于构成支撑框架410A的一对支撑部410a以及连接部410b的部分421A、422A。但是，第1构成例中的绝缘垫片420由垫片要素420a、420b构成，而该第2构成例的绝缘垫片420A由单一部件构成。

此外，倍增电极管脚430的构造是与第1和第2构成例的任一种均相同的构造。即，在该第2构成例中，在倍增电极管脚430上也设有定位用的凸缘431。在将支撑框架410A和绝缘垫片420A重叠的状态下，倍增电极管脚430的一端经由设在绝缘垫片420A的连接部422A的贯通孔而固定于支撑框架410A，从而获得了图11(b)所示的第4级倍增电极单元DY4。这时，支撑框架410A与倍增电极管脚430电连接。

接着，第3构成例所涉及的倍增电极单元(在图12中仅显示了第4级倍增电极单元DY4)也与第1和第2构成例相同，具备保持多个倍增电极414a的支撑框架410B、绝缘垫片420B、以及倍增电极管脚430。该第3构成例的支撑框架410B具有与第2构成例的支撑框架410A相同的构造。但是，该第3构成例的绝缘垫片420B与第2构成例相同，具备相当于支撑框架410B的一对支撑部410a的部分421B、以及相当于连接部410b的422B，然而，在还具备以覆盖位于各个倍增电极414a之间的空间的方式配置的多个遮光部423B的方面与第2构成例不同。另外，在这些多个遮光部423B各自上设有多条狭缝450。通过该构成，遮光部423B以遮断从阳极侧朝向光电阴极侧的光的方式起作用，另一方面，狭缝450以使该光电阴极形成用的碱金属蒸汽从阳极侧通向光电阴极侧的方式起作用。如上所述，第2构成例所涉及的倍增电极单元(图7)和该第3构成例所涉及的倍增电极单元(图12)的绝缘垫片的构造不同。

在第3构成例中，倍增电极管脚430的构造是与上述的第1和第2构成例相同的构造。即，在该第3构成例中，在倍增电极管脚430上也设有定位用的凸缘431。在将支撑框架410B和绝缘垫片420B重叠的状态下，倍增电极管脚430的一端经由设在绝缘垫片420A的连接部422A的贯通孔而固定于支撑框架410B，从而获得了如图12(b)所示的第4级倍增电极单元DY4。这时，支撑框架410A和倍增电极管脚430电连接。另外，由绝缘垫片420B中的遮光部423B堵塞位于各个倍增电极414a之间的空间。

图13是用于说明阳极单元的第1构成例的组装工序图。

如图13所示，阳极单元500具备陶瓷基板510、设置在该陶瓷基板510的多个阳极电极520、以及以一端电连接于各阳极电极520的状态进行固定的引线管脚530(阳极管脚)。此外，在陶瓷基板510上，对应于阳极电极520的配置位置而设有开口511，并且，设有用于使阳极管脚530的一部分通过并将其支撑的贯通孔512。另外，在陶瓷基板510的背面，设置有用于将侧壁基板部件510a～510d的另一端安装于该阳极单元500的辅助部件560a～560d。而且，在辅助部件560a、560b上，安装有用于形成阴极200以及倍增电极的二次电子放出面的碱源片540，并且，在辅助部件560c，安装有吸气器(getter)550。阳极单元500的组装中，在按顺序将阳极电极520、陶瓷基板510、以及辅助部件560a～560b重叠的状态下，使具有凸缘531的引线管脚530贯通于各个贯通孔。这时，在阳极电极520的上面，通过将阳极电极520和阳极管脚530的一端焊接或者将阳极管脚530的端部铆接，从而将阳极管脚530经由陶瓷基板510以及辅助部件560a～560d而固定于阳极电极520。设在阳极管脚530的凸缘531，通过将阳极管脚530的端部固定于阳极电极520，从而以将陶瓷基板510以及辅助部件560a～560d压在阳极电极520上的方式起作用。

此外，在图13中仅显示了侧壁基板部件510a～510d中的侧壁基板部件510a(侧壁基板部件510b～510d省略了图示)。在该侧壁基板部件510a的另一端，设有狭缝511b。如图4所示，在将集束电极单元300、电子倍增部400、以及阳极单元500层叠之后，通过将该狭缝511b和辅助部件560a的固定片结合，从而使得侧壁基板部件510a以维持层叠构造的方式起作用。此外，虽然图中未显示，但是剩余的侧壁基板部件510b～510d也具有与侧壁基板部件510a相同的构造，并且同样地起作用。

上述的阳极单元500也能够由各种的构成实现。例如，图14是用于说明阳极单元的第2构成例的组装工序图。另外，图15是用于说明阳极单元的第3构成例的组装工序图。

如图14(a)所示，第2构成例所涉及的阳极单元500具备陶瓷基板510A、设在该陶瓷基板510A的多个阳极电极520、以及以一端电连接于各阳极电极520的状态进行固定的引线管脚530(阳极管脚)。此外，在陶瓷基板510A上，对应于阳极电极520的配置位置而设有开口511A，并且设有用于使阳极管脚530的一部分通过并将其支撑的贯通孔。在各个阳极管脚530上，设有定位用的凸缘531。另外，与第1构成例不同，在陶瓷基板510A的背面，固定有用于维持包括该阳极单元500的内部单元在密闭容器100内的设置位置的弹簧部件570。

阳极单元500的组装中，在按顺序将阳极电极520和在背面安装有弹簧部件570的陶瓷基板510A重叠的状态下，使具有凸缘531的阳极管脚530贯通于各个贯通孔。这时，在阳极电极520的上面，通过将阳极电极520和阳极管脚530的一端焊接或者将阳极管脚530的端部铆接，从而将阳极管脚530经由陶瓷基板510A而固定于阳极电极520。设在阳极管脚530的凸缘531，通过将阳极管脚530的端部固定于阳极电极520，从而以将陶瓷基板510A压在阳极电极520的方式起作用。经过上述的组装工序，获得图14(b)所示的第2构成例所涉及的阳极单元500。

接着，如图15(a)所示，第3构成例所涉及的阳极单元500具备反射型的阳极电极520B，从而能够改善线性。

即，第3构成例所涉及的阳极单元500具备陶瓷基板510B、以及设置在该陶瓷基板510B的多个反射型阳极电极520B。在各反射型阳极电极520B的两端，设有将电子取出的电极片521B。所以，通过将设在各反射型阳极电极520B的电极片521B插入设在陶瓷基板510B的狭缝状的贯通孔，从而获得图15(b)所示的第3构成例所涉及的阳极单元500。

构成被容纳于密闭容器100内的内部单元的各部能够由上述的各种构成实现。作为一个示例，图16中，显示了将图6的集束电极单元、图12的包括倍增电极单元的电子倍增部、以及图14的阳极单元如图4所示地层叠为一体的内部单元的概况。即，图16(a)是从光电阴极侧看时的上述其他构成例所涉及的内部单元的立体图，图16(b)是从芯柱侧看时的上述其他构成例所涉及的内部单元的立体图。

另外，在图17中，为了说明图12的倍增电极单元的功能，显示了图16所示的内部单元的沿XVIII-XVIII线的截面图。此外，图12所示的倍增电极单元具备绝缘垫片420B，该绝缘垫片420B具有分别设有多条狭缝450的多个遮光部423B。图17中所示的箭头B1从芯柱侧朝向光电阴极侧，表示通过各级倍增电极单元的碱金属蒸汽的传送路径。另一方面，箭头B2是表示在阳极电极520附近产生的光的传送路径。如图17所示，在构成各级倍增电极单元的绝缘垫片420B上，以覆盖位于各倍增电极414a之间的空间的方式配置的遮光部423B几乎屏蔽了在阳极电极520附近产生的光。另外，通过设在遮光部423B的狭缝450的光也被位于上级的倍增电极414a屏蔽。另一方面，从芯柱侧朝向光电阴极侧的碱金属蒸汽，因以各级倍增电极单元隔开规定距离的状态进行层叠的构造和在多条狭缝450设有各遮光部423B的构造而顺畅地流动。

此外，在上述的实施方式中，被各级的倍增电极单元DY1～DY8保持的倍增电极具有行聚焦形状，但是倍增电极的形状并不限于上述的行聚焦形状。例如，图18(a)所示的倍增电极单元DY是将分别设有电子倍增孔的2枚金属平板贴合的金属通道平板。在此情况下，设在金属通道板的电子倍增孔相当于被倍增电极单元DY保持的倍增电极。另外，图18(b)所示的倍增电极单元DY具备由分别具有开口的2枚金属框架夹着网状电极的构造。在图18(b)所示的倍增电极单元DY中，金属平板的开口部分作为网状倍增电极而起作用。另外，图18(c)所示的倍增电极单元DY的金属平板和被保持于其的倍增电极一体地蚀刻形成。

如上所述，通过将保持有各种倍增电极的多级的倍增电极单元DY1～DY8层叠，从而得到电子倍增部400。此外，在将各级倍增电极单元DY1～DY8层叠时，对应于各级的倍增电极单元DY1～DY8的倍增电极管脚，如图18(d)所示，以贯通配置有倍增电极430的空间的方式配置。从光电阴极200侧看时，这样的引线管脚430的贯通空间是电子倍增部400的有效区域。

图19是用于说明第4级倍增电极单元DY4的构造和电子倍增部400的有效区域的、该第4级倍增电极单元DY4的平面图以及截面图。如上所述，各级的倍增电极单元DY1～DY8均具有相同的构造，作为代表，在图19中显示了第4级倍增电极单元DY4。此外，图19(a)是从光电阴极200侧看时的第4级倍增电极单元DY4的平面图，图19(b)是沿着图19(a)中的IX-IX线的第4级倍增电极单元DY4的截面图，图19(c)是沿着图19(a)中的X-X线的第4级倍增电极单元DY4的截面图。

如图19(a)所示，第4级倍增电极单元DY4具备支撑框架410，该支撑框架410保持分别形成有1个电子倍增通道的多个倍增电极414(其它的倍增电极单元DY1～DY3、DY5～DY8也相同)。电子倍增部400的有效区域AR1是有助于二次电子倍增的、从光电阴极200侧看时的视野区域，作为电子倍增部400的光电子入射面被规定于垂直于密封容器100中的管体120的中心轴AX的平面上。即，在将电子倍增部400所包括的整个倍增电极414的轮廓线投影到电子倍增部400的光电子入射面上时，为包含轮廓线的整个投影成分的最小区域。所以，如图19(a)所示，规定电子倍增部400的有效区域AR1的边界线与任一个倍增电极轮廓线的投影成分的一部分相一致。

对应于各级的倍增电极单元DY1～DY8的倍增电极管脚430，通过配置在图19(a)所示的电子倍增部400的有效区域AR1内，从而获得如下的效果。此外，图20是用于一边与以往的技术比较一边说明本发明所涉及的光电倍增器的技术效果的概念图。

通常，如图20(a)所示，形成有光电阴极200的入射面板110的光射出面的周边区域被加工成曲面。因此，与从光电阴极200的中央附近放出的光电子相比，从周边区域放出的光电子的轨道在由焦距D规定的空间内被修正得更大。在此情况下，在以往的光电倍增器中，如果不能确保充分的焦距D，则不能进行从光电阴极200的周边区域放出的光电子的级联倍增(在到达第1倍增电极之前，光电子与集束电极等碰撞)。

即，在以往的光电倍增器中，如图20(b)所示，倍增电极管脚固定在避开配置有倍增电极的电子倍增部的有效区域的该有效区域的周边，具体而言，固定在沿着支撑倍增电极的框架DYa的外周设置的固定片DYb上。因此，被框架DYa的内侧规定的电子倍增部的有效区域AR2被限制为倍增电极管脚的配置空间。

另一方面，在本分明所涉及的光电倍增器中，如图20(c)所示，由于在电子倍增部400的有效区域AR3(＝AR1)内配置有倍增电极管脚430，因而比以往的光电倍增器更能够扩大电子倍增部的有效区域。通过扩大有效区域AR3，从而减小了从面对电子倍增部400的光电子入射面的光电阴极200中尤其是周边区域放出的光电子的轨道修正的程度。因此，焦距D大幅地降低(光电倍增器的小型化成为了可能)。

接着，使用图21，进一步具体地说明上述的构造的特征的效果。此外，图21是用于说明本发明所涉及的光电倍增器的构造的特征以及效果和用于说明从光电阴极200放出的光电子的轨道的图。图21(a)是从光入射面110a侧看时的入射面板110的平面图，电子倍增部400的有效区域AR1被扩大至与该入射面板110的阴极有效区域(实质上与入射面板110的光射出面110b相一致)大致相一致的程度。在此，如图19(a)所示，电子倍增部400的有效区域是有助于二次电子倍增的、从光电阴极200侧看时的视野区域，作为电子倍增部400的光电子入射面，被规定于垂直于密封容器100中的管体120的中心轴AX的平面上。图21(b)是沿着图21(a)中所示的XI-XI线的该光电倍增器的截面图，图21(c)是沿着图21(a)中所示的XII-XII线的该光电倍增器的截面图。

此外，图22是为了说明本发明所涉及的光电倍增器的构造特征以及效果而准备的第1比较例所涉及的光电倍增器的、相当于图21的截面图，是用于说明该第1比较例所涉及的光电倍增器中的光电子的轨道A2的图。已准备的第1比较例所涉及的光电倍增器，是以背面朝向管体的中心轴AX的方式配置有2个第1倍增电极DY1(在各个倍增电极中，2个通道分别邻接)的多通道光电倍增器(4通道)。

图22(a)是从第1比较例所涉及的光电倍增器的光入射面侧看时的入射面板的平面图，是对应于图21(a)的平面图。图22(b)是沿着图22(a)中所示的XIII-XIII线的该光电倍增器的截面图，图22(c)是沿着图22(a)中所示的XIV-XIV线的该光电倍增器的截面图。

在该第1比较例所涉及的光电倍增器中，从光电阴极至第1倍增电极DY1的光电子运动距离，即焦距D2，显著长于本发明所涉及的光电倍增器的焦距D1(图21(b)以及(c))。因此，光电阴极的放出位置不同的光电子的轨道A2的距离偏差也较大(光电子运动时间的波动较大)。另外，在该第1比较例所涉及的光电倍增器中，由于同时避开了用于保持倍增电极的陶瓷基板和用于向各倍增电极施加规定电压的倍增电极管脚(配置在电子倍增部的有效区域周边)，因而有必要大大弯曲从光电阴极周边区域放出的光电子的轨道A2。这是为了避免向配置于光电阴极和电子倍增部之间的集束电极等的金属部件入射和光电子向第1倍增电极DY1的侧壁部分(未形成有二次电子放出面的部分)入射。在如上述般进行了大幅的轨道修正的、第1比较例所涉及的光电倍增器中，从光电阴极的中央附近放出的光电子和从周边区域放出的光电子之间的运动时间差扩大了。

另外，图23是为了说明本发明所涉及的光电倍增器的构造特征以及效果而准备的第2比较例所涉及的光电倍增器的、相当于图21的截面图，是用于说明该第2比较例所涉及的光电倍增器中的光电子的轨道的图。该第2比较例所涉及的光电倍增器也与第1比较例相同，为具有4个电子倍增通道的多通道光电倍增器。另外，图23(a)是从第2比较例所涉及的光电倍增器的光入射面侧看时的入射面板的平面图，是对应于图21(a)的平面图。图23(b)是沿着图23(a)中所示的XV-XV线的该光电倍增器的截面图，图23(c)是沿着图23(a)中所示的XVI-XVI线的该光电倍增器的截面图。

第2比较例所涉及的光电倍增器的基本构造与第1比较例相同，但是，以从光电阴极至第1倍增电极DY1的焦距D3强制性地短于第1比较例所涉及的光电倍增器的焦距D2的方式设计。如上所述，在第2比较例中，由于无法为了弯曲从光电阴极周边放出的光电子的轨道A3而确保充分的焦距，因而与配置在光电阴极和电子倍增部之间的集束电极碰撞。

另一方面，依照本发明所涉及的光电倍增器(图21)，由于在电子倍增部400的有效区域AR1内配置有倍增电极管脚，因而比第1以及第2比较例所涉及的以往的光电倍增器(图22以及图23)更扩大了有效区域AR1。通过如上述般扩大有效区域AR1，从而减小了从面对电子倍增部400的光电子入射面的光电阴极200中尤其是周边放出的光电子的轨道修正的程度。因此，大幅地减少了焦距D1，从光电阴极200的中央区域放出的光电子和从周边区域放出的光电子之间的运动距离的差变小了(运动时间的波动较小)。另外，通过扩大电子倍增部400的有效区域AR1的周边区域，能够不修正从光电阴极200的周边区域放出的光电子的轨道A1就使光电子向第1倍增电极(第1倍增电极单元DY1)入射。

此外，在上述的实施方式中，本发明所涉及的光电倍增器的密封容器100，由入射面和管体形成为一体的封筒部分(被管体120支撑的封筒部分的顶端110作为入射面板而起作用)、以及保持排气用管600和引线管脚700的芯柱130构成。然而，适用于该光电倍增器的密封容器并不限于上述的构造。例如，如图24(a)所示，也可以由作为分别独立的玻璃部件的入射面板910、管体920、以及芯柱930构成密封容器900。入射面板910具有互相相对的光入射面910a和光射出面910b，在位于该密封容器900的内侧的入射面板910的光射出面910b上形成有光电阴极200。管体920(真空管)具有沿着规定的管轴AX延伸的形状，在其一端熔融焊接有入射面板910。另外，在管体920的另一端熔融焊接有构成该密封容器900的底部的芯柱930，在该芯柱930上也设有排气用管940，并且，将该密封容器900的内部和外部电连接的引线管脚950以分别贯通的状态设置。图24(b)是表示沿着图24(a)所示的XVII-XVII线的其他密封容器的构造、尤其是在内侧形成有光电阴极200的入射面板910附近的构造的截面图。在这样的密封容器900中，通过光电阴极200形成于入射面板910的光射出面910b上，也得到了上述的该光电倍增器的效果。

通过以上的本发明的说明，能够对本发明进行各种变形是显而易见的。该变形不能够被认为是脱离了本发明的思想和范围，对于所有的本技术领域的技术人员来说的不言而喻的改良均被包含于权利要求书的范围内。

Claims

1.一种光电倍增器，其特征在于，

具备：

密封容器，内部被减压至规定的真空度；

光电阴极，被容纳于所述密封容器内，响应于规定波长的光而向该密封容器内放出光电子；

电子倍增部，被容纳于所述密封容器内，响应于从所述光电阴极到达的光电子而放出二次电子，依次级联倍增该二次电子，该电子倍增部包括具有分别被设定在相同电位的多个倍增电极的多级的倍增电极单元；

阳极，以与所述光电阴极一起夹着所述电子倍增部的方式配置在所述密封容器内，捕获从所述电子倍增部放出的二次电子；以及

多个倍增电极管脚，用于将所述多级的倍增电极单元设定在规定电位，以一端分别电连接于对应的倍增电极单元的状态固定，

所述电子倍增部至少包括第1倍增电极单元和第2倍增电极单元，所述第1倍增电极单元具有响应于从所述光电阴极放出的光电子的入射而放出二次电子的第1倍增电极，所述第2倍增电极单元具有响应于从所述第1倍增电极放出的二次电子的入射而放出二次电子的第2倍增电极，

所述第1和第2倍增电极单元，以所述第2倍增电极位于所述光电阴极和所述阳极之间且所述第1倍增电极位于所述第2倍增电极和所述阳极之间的方式从所述光电阴极朝向所述阳极依次层叠。

2.一种光电倍增器，其特征在于，

具备：

密封容器，内部被减压至规定的真空度；

阳极，以与所述光电阴极一起夹着所述电子倍增部的方式配置在所述密封容器内，捕获从所述电子倍增部放出的二次电子；

多个倍增电极管脚，用于将所述多级的倍增电极单元设定在规定电位，以一端分别电连接于对应的倍增电极单元的状态固定；以及

从所述光电阴极侧看所述电子倍增部时，在由包含构成所述多级的倍增电极单元的整个倍增电极的最小视野区域所规定的、所述电子倍增部的有效区域内，保持所述多个倍增电极管脚的构造。

3.一种光电倍增器，其特征在于，

具备：

密封容器，内部被减压至规定的真空度；

电子倍增部，被容纳于所述密封容器内，响应于从所述光电阴极到达的光电子而放出二次电子，依次级联倍增该二次电子，该电子倍增部包括沿着垂直于所述光电阴极的方向从该光电阴极侧依次经由绝缘垫片而进行层叠的N级的倍增电极单元，其中，N≥2；

多个倍增电极管脚，用于将所述N级的倍增电极单元设定在规定电位，以一端分别电连接于对应的倍增电极单元的状态固定，

至少，从所述光电阴极朝向所述阳极，第n级倍增电极单元具备分别被设定在相同电位的多个倍增电极、用于将这些多个倍增电极的间隔保持为一定的支撑框架、以及所述多个倍增电极管脚中所对应的倍增电极管脚，其中，2≤n≤N，

所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架具备一对支撑部和连接部，所述一对支撑部以夹着所有所述多个倍增电极的方式配置，所述连接部以两端固定于该一对支撑部且由被设定在相同电位的所述多个倍增电极中至少2个倍增电极夹着的方式配置，该连接部设有将所对应的倍增电极管脚的一端固定的构造。

4.如权利要求项1或2所述的光电倍增器，其特征在于，

所述多级的倍增电极单元分别包括分别被设定在相同电位的多个倍增电极，这些被设定在相同电位的多个倍增电极以由至少2个倍增电极夹着所对应的倍增电极管脚的被固定的一端的方式配置。

5.如权利要求项1或2所述的光电倍增器，其特征在于，

所述电子倍增部包括从所述光电阴极朝向所述阳极经由绝缘垫片而进行层叠的N级倍增电极单元，其中，N≥2，

从所述光电阴极朝向所述阳极，第n级倍增电极单元具有分别被设定在相同电位的多个倍增电极、以及用于将这些多个倍增电极的间隔保持为一定的支撑框架，该支撑框架的一部分位于所述多个倍增电极中至少2个倍增电极之间，并且具有用于不电接触地使对应于第n-1级倍增电极单元的倍增电极管脚贯通的贯通孔，其中，2≤n≤N。

6.如权利要求项3所述的光电倍增器，其特征在于，

位于所述第n级倍增电极单元和第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片的一部分，具有将对应于所述第n-1级倍增电极单元的倍增电极管脚保持的贯通孔，该绝缘垫片的贯通孔以其中心与设在所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架的一部分的贯通孔的中心相一致的方式配置。

7.如权利要求项3所述的光电倍增器，其特征在于，

位于所述第n级倍增电极单元和第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片，具有对应于所述第n级倍增电极单元的倍增电极管脚的、用于规定沿着从所述光电阴极朝向所述阳极的方向的位置的构造。

8.如权利要求项3所述的光电倍增器，其特征在于，

所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架的连接部，具有用于不电接触地使对应于第n-1级倍增电极单元的倍增电极管脚贯通的贯通孔。

9.如权利要求项3所述的光电倍增器，其特征在于，

对应于所述第n级倍增电极单元的倍增电极管脚，具有将位于所述第n级倍增电极单元和第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片作为该第n级倍增电极单元的一部分而固定于该第n级倍增电极单元的支撑框架上的构造。

10.如权利要求项5所述的光电倍增器，其特征在于，

11.如权利要求项3或10所述的光电倍增器，其特征在于，

位于所述第n级倍增电极单元和所述第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片具有对应于所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架的所述一对支撑部的一对支撑部、以及对应于所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架的所述连接部的连接部，

所述绝缘垫片的连接部具有将对应于所述第n-1级倍增电极单元的倍增电极管脚保持的贯通孔，该绝缘垫片的贯通孔以其中心与设在所述第n级倍增电极单元的所述支撑框架的所述连接部的贯通孔的中心相一致的方式配置。

12.如权利要求项11所述的光电倍增器，其特征在于，

位于所述第n级倍增电极单元和第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片具备分别具有相同形状且以沿着从所述光电阴极朝向所述阳极的方向直接接触的状态进行层叠的多个垫片要素。

13.如权利要求项3所记载的光电倍增器，其特征在于，

位于所述第n级倍增电极单元和第n+1级倍增电极单元之间的所述绝缘垫片具有多个遮光部，所述多个遮光部以堵塞由所述第n级倍增电极单元的倍增电极分别夹着的空间的方式配置，

在所述多个遮光部的各自上，设有用于使碱性金属蒸汽通过的多条狭缝。

14.如权利要求项5所述的光电倍增器，其特征在于，

15.如权利要求项5所述的光电倍增器，其特征在于，

16.如权利要求项5所述的光电倍增器，其特征在于，

17.如权利要求项5所记载的光电倍增器，其特征在于，

18.如权利要求项3所述的光电倍增器，其特征在于，

所述N级的倍增电极单元分别包括分别被设定在相同电位的多个倍增电极，这些被设定在相同电位的多个倍增电极以由至少2个倍增电极夹着所对应的倍增电极管脚的被固定的一端的方式配置。