CN116802766A - 光导、电子线检测器及带电粒子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率的光导、电子线检测器及带电粒子装置。本发明的电子线检测器(1A)具备：沿一方向延伸的导光体(2)；第1荧光体层(3)，其配置于导光体(2)的一端侧，通过被检测线(E)的入射而使1次荧光(L1)产生；第2荧光体层(4)，其从导光体(2)的一端侧朝向另一端侧延伸，通过1次荧光(L1)的入射而使2次荧光(L2)产生；以及检测部(5)，其配置于导光体(2)的另一端侧，和导光体(2)光学地耦合。
Description
技术领域
本公开涉及光导、电子线检测器，及带电粒子装置。
背景技术
目前，作为例如装入扫描型电子显微镜等的电子线检测器，有专利文献1、2记载的检测器。专利文献1中记载的检测器，在将在闪烁体产生的光引导至受光元件的光导设有：闪烁体容纳部，其由与闪烁体的入射面的相反面相对的第1面、以及与和闪烁体的入射面的相反面不同的面相对的第2面形成。此专利文献1的检测器中，设有将从第2面入射的光朝向光导内部反射的倾斜面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-183126号公报
专利文献2：日本特开2013-243055号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述这样的光导或电子线检测器中，从被检测线的检测精度的提升的观点来看，要求提升将通过被检测线的入射而产生的光导光至检测部时的导光效率。在专利文献1的检测器中，通过倾斜面的形成而构成为将从荧光体的两旁出射的光也入射至光导，但导光效率的提升效果有限，光导的形状也有限制。专利文献2的检测器中，有难以确保陶瓷荧光体的透明性这一问题。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率的光导、电子线检测器及带电粒子装置。
用于解决问题的技术方案
本公开的一个方面的光导，具备：沿一方向延伸的导光体；第1荧光体层，其配置于导光体的一端侧，通过被检测线的入射而使1次荧光产生；以及第2荧光体层，其从导光体的一端侧朝向另一端侧延伸，通过1次荧光的入射而使2次荧光产生。
在此光导，通过在第1荧光体层产生的1次荧光的入射而使2次荧光产生的第2荧光体层，从导光体的一端侧朝向另一端侧延伸。在此光导，在第1荧光体层产生的1次荧光通过导光体而被导光，除此之外，通过1次荧光的入射而在第2荧光体层产生的2次荧光通过导光体或第2荧光体层而被导光。因此，能够提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率。
也可以是，第2荧光体层，比第1荧光体层更朝导光体的另一端侧延伸。在此情况下，可提高向第2荧光体层的1次荧光的入射效率。
也可以是，第2荧光体层，从导光体的一端侧延伸至另一端侧。在此情况下，可提高向第2荧光体层的1次荧光的入射效率，除此之外，能够通过第2荧光体层将2次荧光高效地导光。
也可以是，更具备：第3荧光体层，从导光体的一端侧朝向另一端侧延伸，通过2次荧光的入射而使3次荧光产生。在此情况下，通过2次荧光的入射而在第3荧光体层产生的3次荧光，通过导光体或第3荧光体层而被导光。因此，能够进一步提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率。
也可以是，第1荧光体层，通过氧硫化钆、硅酸钇、YAG、YAP、具有InGaN/GaN的量子阱结构层的荧光体、ZnO中的任意者而构成。通过采用这样的第1荧光体层，能够实现对被检测线的高速响应。此外，能够抑制在第1荧光体层产生的1次荧光泄漏至外部。
也可以是，导光体通过透明玻璃、透明树脂、空气、或真空而结构。在此情况下，能够通过简单的结构确保由导光体的光的导光效率。
也可以是，导光体，具有：第1面、以及位于第1面的相反侧的第2面，第1荧光体层设于第1面侧，第2荧光体层至少设于第2面侧，在第2面，在导光体的一端侧设有：倾斜面，其以随着朝向一端侧而靠近第1面的方式倾斜。通过形成该倾斜面，可提高向第2荧光体层的1次荧光的入射效率。此外，可谋求将具备光导的电子线检测器装入扫描型电子显微镜等时的省空间化。
也可以是，光导，还具备：反射膜，其覆盖第2荧光体层的导光体的一端侧的边缘。由此，可提高向第2荧光体层的1次荧光的入射效率。
也可以是，在导光体的一端侧，设有：贯通孔，其贯通导光体、第1荧光体层及第2荧光体层。此贯通孔，例如在将具备光导的电子线检测器装入扫描型电子显微镜时，能够用作使电子线朝向试样通过的孔。
也可以是，光导，还具备：覆盖贯通孔的内壁的金属膜。在此情况下，通过对金属膜赋予电位，能够使通过贯通孔内的电子线的轨道稳定化。
本公开的一个方面的电子线检测器具备：上述光导；以及检测部，其配置于光导的导光体的另一端侧，和导光体光学地耦合。
此电子线检测器中，通过在第1荧光体层产生的1次荧光的入射而使2次荧光产生的第2荧光体层，从导光体的一端侧朝向另一端侧延伸。此电子线检测器中，在第1荧光体层产生的1次荧光通过导光体而被导光至检测部，除此之外，通过1次荧光的入射而在第2荧光体层产生的2次荧光通过导光体或第2荧光体层而被导光至检测部。因此，能够提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率。
本公开的一个方面的带电粒子装置，具备：电子源，朝向试样放出电子线；以及检测器，其检测通过电子线的照射而在试样产生的带电粒子；检测器，其通过上述电子线检测器而构成。
在适用于此带电粒子装置的电子线检测器中，通过在第1荧光体层产生的1次荧光的入射而使2次荧光产生的第2荧光体层，从导光体的一端侧朝向另一端侧延伸。此电子线检测器中，在第1荧光体层产生的1次荧光通过导光体而被导光至检测部，除此之外，通过1次荧光的入射而在第2荧光体层产生的2次荧光通过导光体或第2荧光体层而被导光至检测部。因此，能够提升通过被检测线的入射而产生的光的导光效率。
发明的效果
根据本公开，能够提升在荧光体产生的光的导光效率。
附图说明
图1为示出第1实施方式的电子线检测器的结构的示意图，(a)为俯视图，(b)为仰视图，(c)为截面图。
图2中，(a)为示出第2实施方式的电子线检测器的结构的示意性的截面图，(b)为示出其变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图3中，(a)为示出第3实施方式的电子线检测器的结构的示意性的截面图，(b)为示出其变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图4为示出第4实施方式的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图5中，(a)及(b)为示出第4实施方式的变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图6中，(a)及(b)为示出第4实施方式的另一变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图7为示出第1效果确认试验的测定系统的示意图。
图8中，(a)及(b)为示出第1效果确认试验的试验结果的图。
图9为示出第2效果确认试验的测定系统的示意图。
图10为示出第2效果确认试验的试验结果的图。
图11中，(a)及(b)为示出另一变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。
图12为示出适用本公开的电子线检测器而成的带电粒子装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本公开的一个方面的光导、电子线检测器及带电粒子装置的优选的实施方式。
[第1实施方式]
图1为示出第1实施方式的电子线检测器的结构的示意图。图1的(a)为俯视图，图1的(b)为仰视图，图1的(c)为截面图。此电子线检测器1，为检测电子线或X射线等的被检测线E的器件(device)，构成为具备光导G。电子线检测器1，例如被装入通用或半导体检查用的扫描型电子显微镜、荧光显微镜、电子线检测器、放射线检测器等带电粒子装置而使用。第1实施方式的电子线检测器1A，如图1的(a)～图1的(c)所示，构成为具备光导G1和检测部5。光导G1具备：导光体2、第1荧光体层3、以及第2荧光体层4。
导光体2为将通过被检测线E的入射而在第1荧光体层3及第2荧光体层4产生的荧光朝向检测部5导光的部分。导光体2，例如通过石英玻璃或硼硅酸玻璃这类的透明玻璃、压克力(acryl)等的透明树脂等对于在第1荧光体层3及第2荧光体层4产生的荧光具有透明性的材料而形成。导光体2，沿一方向延伸，在延伸方向上具有一端部2a及另一端部2b。图1例子中，导光体2呈薄板状，具有：以和延伸方向正交的一个轴作为法线方向的第1面2c、及位于该第1面2c的相反侧的第2面2d。
第1面2c从导光体2的一端侧直到另一端侧呈平坦面。第2面2d，在导光体2的一端侧具有：倾斜面K，其以随着朝向该一端侧而靠近第1面2c的方式倾斜。相对于第1面2c的倾斜面K的倾斜角度，例如呈10°～60°的程度。第2面2d中的、除了倾斜面K之外的另一端侧的部分，呈和第1面2c平行的平坦面。在导光体2的一端部2a，设有：例如截面圆形的孔部，其将第1面2c与第2面2d的倾斜面K在导光体2的厚度方向连结。
第1荧光体层3，为通过被检测线的入射而使1次荧光L1产生的层。第1荧光体层3，例如通过氧硫化钆、硅酸钇、YAG(钇铝石榴石)、YAP(钇铝钙钛矿)、具有InGaN/GaN的量子阱结构层的荧光体、ZnO中任意而构成。第1荧光体层3，紧贴第1面2c侧而设置，从导光体2的一端侧朝向另一端侧在一定的范围延伸。图1的(b)例子中，第1荧光体层3，在第1面2c的俯视下呈圆形状，和导光体2的孔部同心地配置。第1荧光体层3的直径，和导光体2的宽幅成同程度。在第1荧光体层3的中心，和导光体2的孔部的位置相对应，设有和该孔部连通的截面圆形的孔部。
第2荧光体层4，为通过1次荧光L1的入射而使2次荧光L2产生的层。第2荧光体层4，例如为使紫色域的波长的光产生为2次荧光L2的紫色(violet)荧光体层，例如通过荧光压克力或荧光玻璃等形成。第2荧光体层4，至少紧贴导光体2的第2面2d侧而设置，从导光体2的一端侧朝向另一端侧延伸。此处，第2荧光体层4，比第1荧光体层3更朝导光体2的另一端侧延伸，进一步延伸至导光体2的另一端侧的边缘。图1的(a)～图1的(c)例子中，第2荧光体层4，设置成作为整体覆盖导光体2。即，第2荧光体层4，在导光体2的第1面2c中除了第1荧光体层3之外的部分、导光体2的第2面2d、及导光体2的宽度方向的侧面2e，2e，以和第1荧光体层3同程度的厚度设置。
在导光体2的一端侧，在覆盖倾斜面K的第2荧光体层4，和导光体2的孔部的位置相对应，设有和该孔部连通的截面圆形的孔部。通过这些孔部，在导光体2的一端侧，设有：将导光体2、第1荧光体层3、及第2荧光体层4在导光体2的厚度方向上贯通的贯通孔6。在贯通孔6的内壁，设有覆盖该内壁的金属膜7。金属膜7，例如在将电子线检测器1A适用于扫描型电子显微镜时，通过赋予电位而发挥使通过贯通孔6内的电子线的轨道稳定化的功能。作为金属膜7的构成材料，例如可列举铝或银等。
检测部5，为检测在第1荧光体层3及第2荧光体层4产生的光的部分。检测部5，配置于导光体2的另一端侧，和导光体2光学地耦合。图1的(a)～图1的(c)例子中，检测部5，例如通过光电子倍增管构成，在导光体2的另一端侧，相对于导光体2及第2荧光体层4双方光学地耦合。检测部5，对外部装置(未图示)输出和检测的光的强度相对应的输出信号。
具有以上这样的结构的电子线检测器1A中，导光体2作为在第1荧光体层3及第2荧光体层4产生的荧光的中心(center)光导而发挥功能，第2荧光体层4作为在第1荧光体层3及第2荧光体层4产生的荧光的侧(side)光导而发挥功能。具体而言，电子线检测器1A中，如图1的(c)所示，如果被检测线E入射于第1荧光体层3，则在第1荧光体层3产生和被检测线E的入射量相对应的1次荧光L1。在第1荧光体层3产生的1次荧光L1的大部分，入射于导光体2，在导光体2内一面反复反射一面入射于检测部5。
在第1荧光体层3产生的1次荧光L1中的、从包含倾斜面K的第2面2d落至导光体2的外侧的成分，入射于隔着导光体2而位于第1荧光体层3的相反侧的第2荧光体层4。如果1次荧光L1入射于第2荧光体层4，则在第2荧光体层4产生和1次荧光L1的入射量相对应的2次荧光L2。在第2荧光体层4产生的2次荧光L2的大部分，在第2荧光体层4内一面反复反射一面入射于检测部5。本实施方式中，在第1荧光体层3产生的1次荧光L1中的、在导光体2内反复反射的途中落至第1面2c及第2面2d的外侧的成分，也入射于第2荧光体层4。通过此成分，在第2荧光体层4产生的2次荧光L2，也在第2荧光体层4内一面反复反射一面入射于检测部5。
如以上说明那样，电子线检测器1A中，通过在第1荧光体层3产生的1次荧光L1的入射而使2次荧光L2产生的第2荧光体层4，从导光体2的一端侧朝向另一端侧延伸。此电子线检测器1A中，在第1荧光体层3产生的1次荧光L1通过导光体2而被导光至检测部5，除此之外，通过1次荧光L1的入射而在第2荧光体层4产生的2次荧光L2通过导光体2或第2荧光体层4而被导光至检测部5。因此，能够提升通过被检测线E的入射而产生的光的导光效率。
本实施方式中，第2荧光体层4比第1荧光体层3更朝导光体2的另一端侧延伸，从导光体2的一端侧延伸至另一端侧。由此，可提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率，除此之外，能够通过第2荧光体层4将2次荧光L2高效地导光至检测部5。
本实施方式中，第1荧光体层3通过氧硫化钆、硅酸钇、YAG、YAP、具有InGaN/GaN的量子阱结构层的荧光体、ZnO中的任意而构成。由此，能够实现对被检测线E的高速响应。此外，能够抑制在第1荧光体层3产生的1次荧光L1泄漏至外部。
本实施方式中，导光体2通过石英玻璃或硼硅酸玻璃这类的透明玻璃、压克力等的透明树脂而构成。由此，能够通过简单的结构确保由导光体2的光的导光效率。另外，在如本实施方式那样采用第2荧光体层4以覆盖导光体2的方式设置的结构的情况下，导光体2也可以通过空气或真空而形成。在此情况下，电子线检测器1A成为由第1荧光体层3及第2荧光体层4的中空构造，因此，可谋求结构的进一步简单化及轻量化。
本实施方式中，第1荧光体层3设于导光体2的第1面2c侧，第2荧光体层4设于导光体2的第2面2d侧。并且，在第2面2d，在导光体2的一端侧设有：倾斜面K，其以随着朝向该一端侧而靠近第1面2c的方式倾斜。通过形成该倾斜面K，可提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率。此外，可谋求：将电子线检测器1A装入扫描型电子显微镜等时的省空间化。
本实施方式中，在导光体2的一端侧，设有：将导光体2、第1荧光体层3及第2荧光体层4贯通的贯通孔6。此贯通孔6，例如在将电子线检测器1A装入扫描型电子显微镜时，能够用作使电子线朝向试样通过的孔。此外，本实施方式中，设有覆盖贯通孔6的内壁的金属膜7。在此情况下，通过对金属膜7赋予电位，能够使通过贯通孔6内的电子线的轨道稳定化。
[第2实施方式]
图2的(a)为示出第2实施方式的电子线检测器的结构的示意性的截面图。此外，图2的(b)为示出其变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。这些图中，虽然为了说明的简化而省略贯通孔6的图示，但设有贯通孔6这点与第1实施方式同样。另一方面，同图所示的电子线检测器1B、1C，在第2荧光体层4未延伸至导光体2的另一端侧的边缘这点，与第1实施方式不同。
图2的(a)所示电子线检测器1B具有光导G2。在光导G2，导光体2的第1面2c侧及第2面2d侧的第2荧光体层4的延伸长度均为第1荧光体层3的延伸长度的一半以下。图2的(a)例子中，在导光体2的延伸方向上，第1面2c侧的第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘，位于比第2面2d侧的第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘更靠近另一端部2b侧。导光体2均位于，第1面2c侧的第2荧光体层4与检测部5之间、及第2面2d侧的第2荧光体层4与检测部5之间。
此外，在光导G2，设有覆盖第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的反射膜10。图2的(a)例子中，以覆盖导光体2的倾斜面K(除了贯通孔6之外)的方式设有反射膜10。反射膜10，例如通过Al等金属形成，将朝向导光体2的一端侧的1次荧光及2次荧光L2朝另一端侧反射。
图2的(b)所示电子线检测器1C和电子线检测器1B进一步不同之处在于，省略了导光体2的第1面2c侧的第2荧光体层4。电子线检测器1C具有光导G3。在光导G3，第1面2c侧的第1荧光体层3设于第1面2c上，另一方面，第2面2d侧的第2荧光体层4以与第2面2d成为同一平面的方式设置。
在这些电子线检测器1B、1C中也为，在第1荧光体层3产生的1次荧光L1通过导光体2而被导光至检测部5，除此之外，通过1次荧光L1的入射而在第2荧光体层4产生的2次荧光L2通过导光体2而被导光至检测部5。因此，能够提升通过被检测线E的入射而产生的光的导光效率。此外，电子线检测器1B，1C中，通过覆盖第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的反射膜10，可提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率。本实施方式中，反射膜10覆盖导光体2的倾斜面K的整面，因此，在第2荧光体层4产生的2次荧光L2的导光效率也能提升。另外，此反射膜10也可适用于第1实施方式的光导G1。
[第3实施方式]
图3的(a)为示出第3实施方式的电子线检测器的结构的示意性的示意图。此外，图3的(b)为示出其变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。与图2同样地，为了说明的简化，省略贯通孔6的图示。同图所示的电子线检测器1D、1E，和第1实施方式不同之处在于，在导光体2的第2面2d未设有倾斜面K。即，电子线检测器1D、1E中，导光体2呈沿一方向延伸的直方体形状。
图3的(a)所示电子线检测器1D具有光导G4。在光导G4，与第1实施方式同样地，以作为整体覆盖导光体2的方式设有第2荧光体层4。即，在导光体2的第1面2c中的除了第1荧光体层3之外的部分、导光体2的第2面2d、及导光体2的宽度方向的侧面(未图示)形成有第2荧光体层4。在导光体2的一端侧的端面2f，设有反射膜10。图3的(a)例子中，反射膜10，以覆盖导光体2的一端侧的端面2f，并且覆盖第1荧光体层3及第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的方式设置。
图3的(b)所示电子线检测器1E，第2荧光体层4的结构和电子线检测器1D进一步不同。电子线检测器1E具有光导G5。在光导G5，在导光体2的第1面2c侧未设有第2荧光体层4，导光体2的第2面2d侧的第2荧光体层4的延伸长度和第1荧光体层3的延伸长度为同程度。在导光体2的延伸方向上，第1面2c侧的第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘，和第2面2d侧的第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘为相同位置。在光导G5，第1面2c侧的第1荧光体层3设于第1面2c上，另一方面，第2面2d侧的第2荧光体层4以和第2面2d成为同一平面的方式设置。
在这些电子线检测器1D、1E中，也是：在第1荧光体层3产生的1次荧光L1通过导光体2而被导光至检测部5，除此之外，通过1次荧光L1的入射而在第2荧光体层4产生的2次荧光L2通过导光体2或第2荧光体层4而被导光至检测部5。因此，能够提升通过被检测线E的入射而产生的光的导光效率。此外，电子线检测器1D、1E中，通过覆盖第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的反射膜10，可提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率。本实施方式中，反射膜10覆盖导光体2的一端侧的端面1f及第1荧光体层3的导光体2的一端侧的边缘，因此，可进一步提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率，除此之外，也能提升在第2荧光体层4产生的2次荧光L2的导光效率。
[第4实施方式]
图4为示出第4实施方式的电子线检测器的结构的示意性的截面图。此外，图5及图6为示出其变形例的电子线检测器的结构的示意性的截面图。同图所示电子线检测器1F～1J，和第1实施方式不同之处在于，在导光体2的第2面2d未设有倾斜面K。此外，电子线检测器1F～1J中，导光体2呈沿一方向延伸的圆柱形状。
如图4所示，电子线检测器1F具有光导G6。在光导G6，在导光体2的一端侧的端面2f的整面设有第1荧光体层3。第2荧光体层4，以覆盖导光体2的周面的全体及第1荧光体层3的周面的全体的方式设置。
图5的(a)所示电子线检测器1G，和电子线检测器1F的差异在于，对电子线检测器1F的结构追加了反射膜10。电子线检测器1G具有光导G7。在光导G7，反射膜10，在导光体2的一端侧，以覆盖第1荧光体层3、第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的方式设置。反射膜10的一部分，也伸出至第2荧光体层4的周面。反射膜10的伸出部分10a的另一端部2b的边缘，位于比第1荧光体层3的另一端部2b侧的边缘更靠近另一端部2b侧。
图5的(b)所示电子线检测器1H，和电子线检测器1F的差异在于，第2荧光体层4未延伸至导光体2的另一端侧的边缘。电子线检测器1H具有光导G8。在光导G8，第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘，位于比第1荧光体层3的另一端部2b侧的边缘更靠近另一端部2b侧。反射膜10的伸出部分10a的另一端部2b的边缘，位于比第1荧光体层3的另一端部2b侧的边缘更靠近另一端部2b侧。此外，反射膜10的伸出部分10a的另一端部2b的边缘，位于比第2荧光体层4的另一端部2b侧的边缘更靠近另一端部2b侧。即，反射膜10的伸出部分10a，呈覆盖第2荧光体层4的周面的全体的状态。
图6的(a)所示电子线检测器1I，和电子线检测器1F的差异在于，第2荧光体层4的一端部2a侧的边缘成为倾斜面Ka。电子线检测器1I具有光导G9。在光导G9，在倾斜面Ka的形成部分，第2荧光体层4的厚度随着朝向导光体2的一端侧而逐渐变小。反射膜10包含倾斜面Ka，以覆盖第1荧光体层3及第2荧光体层4的方式设置。与光导G8同样地，反射膜10的伸出部分10a，呈覆盖第2荧光体层4的周面的全体的状态。
图6的(b)所示电子线检测器1J，与电子线检测器1I同样地，和电子线检测器1F的差异在于，第2荧光体层4的一端部2a侧的边缘成为倾斜面Ka。电子线检测器1J具有光导G10。在电子线检测器1J中，也是：在倾斜面Ka的形成部分，第2荧光体层4的厚度随着朝向导光体2的一端侧而逐渐变小。另一方面，第2荧光体层4，以覆盖导光体2的周面的全体及第1荧光体层3的周面的全体的方式设置。反射膜10包含倾斜面Ka，以覆盖第1荧光体层3的全体及第2荧光体层4的一部分(第1荧光体层3侧的部分)的方式设置。
这些电子线检测器1F～1J中，也是：在第1荧光体层3产生的1次荧光L1通过导光体2而被导光至检测部5，除此之外，通过1次荧光L1的入射而在第2荧光体层4产生的2次荧光L2通过导光体2或第2荧光体层4而被导光至检测部5。因此，能够提升通过被检测线E的入射而产生的光的导光效率。此外，电子线检测器1G～1J中，通过覆盖第2荧光体层4的导光体2的一端侧的边缘的反射膜10，可提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率。本实施方式中，反射膜10覆盖第1荧光体层3，并且反射膜10的伸出部分10a覆盖第2荧光体层4的周面的全体。由此，可进一步提高向第2荧光体层4的1次荧光L1的入射效率，除此之外，也能提升在第2荧光体层4产生的2次荧光L2的导光效率。
[效果确认试验]
接下来，说明本公开的光导及电子线检测器的效果确认试验。
图7为示出第1效果确认试验的测定系统的示意图。第1效果确认试验为下述试验，即，当获悉本公开的光导及电子线检测器时，调查导光体的材料与光的导光效率的关系。如图7所示，第1效果确认试验的测定系统101A具备：沿一方向延伸的导光体102；荧光体层103，在导光体102的一端侧，紧贴该导光体102的第1面侧而设置；及检测部105，设于导光体的另一端侧。
试验例1中，将导光体102通过压克力荧光板构成，试验例2中，将导光体102通过石英构成。压克力荧光板，设为：使绿色域的波长的光作为2次荧光产生的绿色荧光板、及使紫色域的波长的光作为2次荧光产生的紫色荧光板这2个种类。荧光体层103设为通过GaN构成的高速荧光体，检测部105通过光电子增倍管构成。导光体102、荧光体层103及检测部105，除了被检测线E的入射位置之外被遮光治具106覆盖，针对试验例1、2分别测定了根据对被检测线E入射而从检测部105输出的信号的电流值。
图8的(a)及图8的(b)为示出第1效果确认试验的测定结果的图。同图中，在横轴示出被检测线的加速电压，在纵轴示出检测部的电流值。由同图所示结果可知，在将导光体102设为绿色荧光板的情况及将导光体102设为紫色荧光板的情况下，均为：相较于试验例1，试验例2，对于同一强度的对被检测线E的检测部105的电流值变得更高。由此结果可获得下述见解，即，即使使在荧光体层产生的1次荧光直接地(不经由通过石英等构成的导光体)入射于荧光板，也无法增加光的导光效率。
第1效果确认试验中，在导光体102为石英的情况及压克力荧光板的情况下检测结果发生差异的理由认为是，因入射于导光体102的被检测线E的扩散而引起。具体而言，此测定系统101A中，通过被检测线E的入射而在荧光体层103产生的1次荧光为扩散光，从产生位置以将近180°的扩散度入射于导光体2。在导光体102为压克力荧光板的情况下，从荧光体层103入射的1次荧光在压克力荧光板内再发光，成为2次荧光。然而，由2次荧光的光的扩散度，在导光体102为石英的情形下，和从荧光体层103入射于导光体102的1次荧光的扩散度近乎相同。因此，推测：因压克力荧光板的透过比石英的透过率低而引起被导光至检测部105的光的总量减少。
图9为示出第2效果确认试验的测定系统的示意图。如同图所示，第2效果确认试验的测定系统101B，和第1效果确认试验的测定系统101A不同之处在于，在导光体102的第1面侧及第2面侧分别设置侧(side)导光体104。第1面侧的侧导光体104邻接于荧光体层103而延伸至导光体102的另一端侧的边缘，第2面的侧导光体104从导光体102的一端侧的边缘延伸至另一端侧的边缘。针对实施例及比较例，均将导光体102通过石英构成。另一方面，实施例中，将侧导光体104通过荧光压克力板构成，比较例中，将侧导光体104通过石英构成。
图10为第2效果确认试验的试验结果示意图。同图中，与图8的(a)及图8的(b)同样地，在横轴示出被检测线的加速电压，在纵轴示出检测部的电流值。由图10所示结果可知，实施例中，相较于比较例，对于同一强度的对被检测线E的检测部105的电流值平均高了40％的程度。由此结果可获得下述见解，即，将在荧光体层103产生的1次荧光通过以石英等构成的导光体102导光，除此之外，将通过1次荧光而产生的2次荧光通过和导光体102不同的侧导光体104导光，从而能够增加光的导光效率。
此测定系统101B中，也是：通过被检测线E的入射而在荧光体层103产生的1次荧光为扩散光，从产生位置以将近180°的扩散度入射于导光体102。比较例中，导光体102及侧导光体104均通过石英构成。因此，认为：在荧光体层103产生的1次荧光中的一定的角度(临界角)以下的成分，透过导光体102及荧光体层103的相反侧的侧导光体104而出射至外部，被导光至检测部105的光的总量仅留1次荧光的一部分。
相对于此，实施例中，在荧光体层103产生的1次荧光中的一定的角度(临界角)以下的成分入射至荧光体层103的相反侧的侧导光体104，从而2次荧光产生。认为：此2次荧光通过侧导光体104而被导光，从而被导光至检测部105的光的总量增加。此外，实施例中，2次荧光的一部分通过导光体102而被导光，除此之外，通过导光体102而被导光的1次荧光的一部分入射于荧光体层103侧的侧导光体104而可使2次荧光产生。由此，认为：被导光至检测部105的光的总量进一步增加。
[变形例]
本公开不限于上述实施方式。例如上述各实施方式中，光导G具备第1荧光体层3及第2荧光体层4，但光导G除了这些荧光体层之外，也可如下记图11的(a)及图11的(b)所示，进一步具备：通过2次荧光的入射而使3次荧光产生的第3荧光体层11。在此情况下，通过使第3荧光体层11从导光体2的一端侧朝向另一端侧延伸，从而在第3荧光体层11产生的3次荧光通过导光体2或第3荧光体层11而被导光至检测部5。因此，能够进一步提升通过被检测线E的入射而产生的光的导光效率。
光导G也可以除了第3荧光体层11之外，还具备：通过3次荧光的入射而使4次荧光产生的第4荧光体层12。如图11的(a)所示，在构成电子线检测器1K的光导G11，除了第1实施方式的光导G1的结构之外，还以覆盖第2荧光体层4的外面侧的方式设有第3荧光体层11，以覆盖第3荧光体层11的外面侧的方式设有第4荧光体层12。如图11的(b)所示，在构成电子线检测器1L的光导G12，除了第4实施方式的光导G6的结构之外，还以覆盖第2荧光体层4的外面侧的方式设有第3荧光体层11，以覆盖第3荧光体层11的外面侧的方式设有第4荧光体层12。
当设置高次的荧光体层的情形下，优先，在n次(n为整数)的荧光体层产生的n次荧光的波长趋近(n+1)次的荧光体层的激发中心波长。在第2荧光体层4例如为使紫色域的波长的光作为2次荧光产生的紫色荧光体层的情况下，第3荧光体层11例如优选为使绿色域的波长的光作为3次荧光产生的绿色荧光体层，第4荧光体层12例如优选为使红色域的波长的光作为4次荧光产生的红色荧光体层。
图12为示出适用本公开的电子线检测器而成的带电粒子装置的结构的示意图。同图所示带电粒子装置21构成为扫描型电子显微镜。带电粒子装置21构成为包含：电子源22，朝向试样S放出电子线e1；及检测器23，检测通过电子线e1的照射而在试样S产生的带电粒子。检测器23，通过检测来自试样S的反射电子e2的检测器23A、与检测来自试样S的二次电子e3的检测器23B而构成。
检测器23A例如通过上述的电子线检测器1A而构成，检测器23B例如通过上述的电子线检测器1F而构成。电子线检测器1F，在比电子线检测器1A更靠近试样S侧，配置于筒状构件24内。从电子源22出射的电子线e1，通过扫描线圈25而偏向，实施由电子线e1的试样S的扫描。通过了扫描线圈25的电子线e1，在通过由磁路及激发线圈而构成的对物透镜26后，通过电子线检测器1A的贯通孔6并照射至试样S。
通过电子线e1的照射，在试样S，产生反射电子e2与二次电子e3。反射电子e2入射于电子线检测器1A，使第1荧光体层3发光。在第1荧光体层3产生的1次荧光L1及在第2荧光体层4产生的2次荧光L2，被检测部5检测，变换成和检测的光的强度相对应的输出信号。二次电子e3入射于电子线检测器1F，与电子线检测器1A同样地，使第1荧光体层3发光。在第1荧光体层3产生的1次荧光L1及在第2荧光体层4产生的2次荧光L2，被检测部5检测，变换成和检测的光的强度相对应的输出信号。
此带电粒子装置21中，在构成检测器23A、23B的电子线检测器1A、1F中，在第1荧光体层3产生的1次荧光L1通过导光体2而被导光至检测部5，除此之外，通过1次荧光L1的入射而在第2荧光体层4产生的2次荧光L2通过导光体2或第2荧光体层4而被导光至检测部5。因此，能够提升通过作为被检测线的反射电子e2及二次电子e3的入射而产生的光的导光效率。
[符号的说明]
1(1A～1L)…电子线检测器、G(G1～G12)…光导、2…导光体、2c…第1面、2d…第2面、3…第1荧光体层、4…第2荧光体层、5…检测部、6…贯通孔、7…金属膜、10…反射膜、11…第3荧光体层、12…第4荧光体层、21…带电粒子装置、22…电子源、23…检测器、E…被检测线、K…倾斜面、L1…1次荧光、L2…2次荧光、e1…电子线、e2…反射电子、e3…二次电子、S…试样。
Claims (12)
1.一种光导，其具备：
沿一方向延伸的导光体；
第1荧光体层，其配置于所述导光体的一端侧，通过被检测线的入射而使1次荧光产生；以及
第2荧光体层，其从所述导光体的所述一端侧朝向另一端侧延伸，通过所述1次荧光的入射而使2次荧光产生。
2.根据权利要求1所述的光导，其中，
所述第2荧光体层，比所述第1荧光体层更朝所述导光体的所述另一端侧延伸。
3.根据权利要求1或2所述的光导，其中，
所述第2荧光体层，从所述导光体的所述一端侧延伸至所述另一端侧。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光导，其中，
还具备：第3荧光体层，其从所述导光体的所述一端侧朝向所述另一端侧延伸，通过所述2次荧光的入射而使3次荧光产生。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光导，其中，
所述第1荧光体层，通过氧硫化钆、硅酸钇、YAG、YAP、具有InGaN/GaN的量子阱结构层的荧光体、ZnO中的任意者而构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光导，其中，
所述导光体通过透明玻璃、透明树脂、空气或真空而构成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光导，其中，
所述导光体具有：第1面、以及位于所述第1面的相反侧的第2面，
所述第1荧光体层设于所述第1面侧，
所述第2荧光体层至少设于所述第2面侧，
在所述第2面，在所述导光体的一端侧设有：倾斜面，其以随着朝向所述一端侧而靠近所述第1面的方式倾斜。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光导，其中，
还具备：反射膜，其覆盖所述第2荧光体层的所述导光体的所述一端侧的边缘。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的光导，其中，
在所述导光体的一端侧，设有：贯通孔，其贯通所述导光体、所述第1荧光体层及所述第2荧光体层。
10.根据权利要求9所述的光导，其中，
还具备：覆盖所述贯通孔的内壁的金属膜。
11.一种电子线检测器，其具备：
权利要求1～10中任一项所述的光导；以及
检测部，其配置于所述光导的所述导光体的所述另一端侧，和所述导光体光学地耦合。
12.一种带电粒子装置，其具备：
电子源，其朝向试样放出电子线；以及
检测器，其检测通过所述电子线的照射而在所述试样产生的带电粒子；
所述检测器，其通过权利要求11所述的电子线检测器而构成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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