DE3909526A1 - CHANNEL electron multiplier - Google Patents

CHANNEL electron multiplier

Info

Publication number
DE3909526A1
DE3909526A1 DE19893909526 DE3909526A DE3909526A1 DE 3909526 A1 DE3909526 A1 DE 3909526A1 DE 19893909526 DE19893909526 DE 19893909526 DE 3909526 A DE3909526 A DE 3909526A DE 3909526 A1 DE3909526 A1 DE 3909526A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
lead compound
electron multiplier
channel
multiplier according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19893909526
Other languages
German (de)
Inventor
Christopher Haly Tosswill
Winthrop Bruce Feller
Lee Melbourne Cook
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Netoptix Inc
Original Assignee
Corning Netoptix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/234,325 external-priority patent/US4983551A/en
Application filed by Corning Netoptix Inc filed Critical Corning Netoptix Inc
Publication of DE3909526A1 publication Critical patent/DE3909526A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/06—Electrode arrangements
    • H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode
    • H01J43/24—Dynodes having potential gradient along their surfaces
    • H01J43/246—Microchannel plates [MCP]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

A channel electron multiplier is formed of a glass that includes a lead compound chosen to be effective, in combination with other components of the glass, so as to limit spurious signals to not more than 0.1 per cm<2>sec. A glass composition suitable for forming a channel electron multiplier is also described, the glass consisting essentially of, in weight percent: SiO2 30-35% PbO 50-57% Cs2O 2-10% SIGMA MgO+CaO+SrO+BaO 0-5% SIGMA A12O3+ZrO2+TiO2+Nb2O5 0.1-1% wherein the ratio of Si to Pb, expressed as the molar ratio of SiO2 to PbO, is 2.0-2.4 A two section microchannel plate 20 has an input array 22 and an output array 24. Each array 22, 24 includes a multiplicity of channel portions 23, 25. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kanal-Elektronen- Vervielfacher, insbesondere Mikrokanalplatten, die besonders störungsarm und rauschfrei sind.The present invention relates to channel electron Multiplier, especially microchannel plates, the are particularly low-noise and noise-free.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Kanal­ platten-Sekundärelektronenvervielfacher, insbesondere Mikrokanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher.A preferred field of application of the invention are channel plate secondary electron multiplier, in particular Microchannel plate secondary electron multiplier.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, Kanal- Vervielfacher, insbesondere Kanalplattenvervielfacher, die besonders störungs- und rauscharm sind, sowie Materialien zur Herstellung solcher Vervielfacher anzugeben.The present invention solves the problem of channel Multipliers, in particular channel plate multipliers, which are particularly low-noise and low-noise, as well Materials for making such multipliers specify.

Die Erfindung wird im folgenden in Anwendung auf Mikro­ kanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher erläutert. Es zeigen:The invention will hereinafter be applied to micro channel plate secondary electron multiplier explained. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Mikrokanalplatte und Fig. 1 is a plan view of a microchannel plate and

Fig. 2 eine etwas vereinfachte Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der Fig. 1. Fig. 2 is a somewhat simplified sectional view in a plane 2-2 of FIG. 1st

In den Fig. 1 und 2 ist ein zweiteiliger oder zweistu­ figer Mikrokanalplatten-Sekundärelektronenvervielfacher (20) dargestellt (in Fig. 1 ist nur die linke obere Ecke genauer ausgeführt), der einen Eingangsteil (22) und einen Ausgangsteil (24) enthält, die jeweils eine Viel­ zahl von Kanälen (23, 25) mit gleichen Innendurchmessern und gleichem Abstand von Mitte zu Mitte enthalten. In Figs. 1 and 2, a two-part or zweistu figer microchannel plate secondary electron multiplier ( 20 ) is shown (in Fig. 1, only the upper left corner is more precisely), which includes an input part ( 22 ) and an output part ( 24 ) each containing a lot of numbers of channels ( 23 , 25 ) with the same inner diameters and the same distance from center to center.

Es wurde festgestellt, daß Kanal-Elektronen-Vervielfacher, insbesondere Mikrokanalplatten, die besonders rausch- und störarm sind, aus einem neuartigen Glas hergestellt werden können, welches in Gewichtsprozent im wesentlichen besteht aus:It has been found that channel electron multipliers, especially microchannel plates, which are particularly noisy and are low-noise, made of a novel glass which is essentially percent by weight consists:

SiO₂|30-35%SiO₂ | 30-35% PbOPbO 50-57%50-57% Cs₂OCs₂O 2-10%2-10% Σ MgO+CaO+SrO+BaOΣ MgO + CaO + SrO + BaO 0-5%0-5% Σ Al₂O₃+ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅Σ Al₂O₃ + ZrO₂ + TiO₂ + Nb₂O₅ 0,1-1%0.1-1%

wobei das Verhältnis von Si zu Pb, als molares Verhältnis von SiO2 zu PbO ausgedrückt, 2,0 bis 2,4 beträgt. Außerdem können kleinere Mengen an Arsen vorhanden sein, z. B. weniger als 0,5 Gew.% As2O5.wherein the ratio of Si to Pb, expressed as a molar ratio of SiO 2 to PbO, is 2.0 to 2.4. In addition, minor amounts of arsenic may be present, e.g. B. less than 0.5 wt.% As 2 O 5 .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Ansatz als Alkalimetalloxid nur Cs2O vorhanden.In a preferred embodiment, only Cs 2 O is present as the alkali metal oxide in the batch.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurden die Mikro­ kanalplattenteile (22, 24) aus Glas mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:In a preferred embodiment, the micro-channel plate parts ( 22 , 24 ) were made of glass having the following composition:

Bestandteilcomponent Gewichtsprozentweight PbOPbO 54,954.9 SiO₂SiO₂ 34,834.8 Cs₂OCs₂O 5,95.9 BaOBaO 4,04.0 Al₂O₃Al₂O₃ 0,20.2 As₂O₅As₂O₅ 0,20.2

Wie ersichtlich, enthält dieses Glas weder Rubidium noch Kalium, es wurde nämlich festgestellt, daß das Vorhan­ densein dieser Elemente zu einem erhöhten Störsignal- und Rauschpegel führt. Außerdem ist das Bleioxid in dem angegebenen Glas aus dem Bereich der verfügbaren Bleioxide, von denen manche mehr Störsignale verursachen, als andere, so ausgewählt, daß es zusammen mit den anderen Bestand­ teilen des Ansatzes bewirkt, daß der Störsignalpegel auf höchstens ein Störsignal pro 10 Sekunden pro cm² Kanalfläche begrenzt wird, d. h. auf höchstens 0,1 Störsignale pro cm² und Sekunde.As can be seen, this glass contains neither rubidium nor Potassium, namely, it was found that the Vorhan the presence of these elements leads to increased interference signal  and noise level leads. In addition, the lead oxide is in the indicated glass from the range of available lead oxides, some of which cause more noise than others, so selected that it is stocked together with the other dividing the approach causes the noise level to at most one interference signal per 10 seconds per cm² Channel area is limited, d. H. to a maximum of 0.1 Noise signals per cm² and second.

Unter "Störsignalen" ist hier die Anzahl der Elektronen zu verstehen, die durch radioaktive Quellen in der Kanal­ wand verursacht werden und am Ausgang eines Kanal­ elektronen-Vervielfachers mit einer Kanallänge von 1 mm und einem Kanaldurchmesser von 10 µm austreten.Under "interfering signals" here is the number of electrons to understand that by radioactive sources in the channel wall and at the exit of a canal electron multiplier with a channel length of 1 mm and a channel diameter of 10 microns emerge.

Durch die Vermeidung von Rubidium und Kalium und die beschriebene spezielle Auswahl des Bleioxids werden die radioaktiven Isotopen und Spurenelemente im Glas redu­ ziert, die sonst eine spontane Erzeugung von Elektronen in der Vervielfacherwand verursachen, von der sie in den Kanal eintreten und die Störsignale erzeugen. Bei mehr und mehr bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, die Störsignale auf 0,03 cm-2s-1. und sogar auf 0,01 oder 0,003 oder schließlich 0,001 cm-2s-1 herabzudrücken.By avoiding rubidium and potassium and the specific selection of lead oxide described, the radioactive isotopes and trace elements in the glass are reduced which otherwise cause spontaneous generation of electrons in the multiplier wall from which they enter the channel and generate the spurious signals. In more and more preferred embodiments of the invention, it is possible to reduce the spurious signals to 0.03 cm -2 s -1 . and even down to 0.01 or 0.003 or finally 0.001 cm -2 s -1 .

Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das erfin­ dungsgemäße Glas ist in der folgenden Tabelle angegeben.Another preferred embodiment for the inventions The glass according to the invention is given in the following table.

Bei den erfindungsgemäßen Gläsern wird zweckmäßigerweise ein Bleioxid verwendet, das weitestgehend frei von radioak­ tiven Verunreinigungen und Isotopen ist.In the glasses according to the invention is expediently used a lead oxide that is largely free of radioak tive impurities and isotopes.

Mikrokanalplatten aus den obengenannten Gläsern, die nach bekannten Verfahren hergestellt wurden, welche selbst­ verständlich einen Reduktionsschritt umfaßt, zeigten nicht nur einen sehr geringen Dunkelstrom, sonderen zeich­ neten sich auch durch einen außergewöhnlich guten Streifen- oder Spurstrom (strip current) und Elektronenverviel­ fachungsfaktor aus.Microchannel plates from the above glasses, the were prepared by known methods which themselves understandably comprises a reduction step showed not only a very low dark current, special drawing also characterized by an exceptionally good strip or track current and electron multiplication factor.

Die Verwendung der oben angegebenen Zusammensetzung für Kanal-Elektronenvervielfacher ermöglicht es, Kalium und Rubidium wegzulassen und trotzdem hervorragende Herstel­ lungs- und Betriebseigenschaften zu erzielen.The use of the above composition for Channel electron multiplier makes it possible for potassium and Rubidium omit and still excellent manufactures performance and operating characteristics.

Anstatt der oben in Gewichts- und Mol-% angegebenen Oxide kann man selbstverständlich auch andere Verbindungen der verschiedenen metallischen Elemente verwenden. Die angegebenen Beispiele sind nicht einschränkend auszulegen.Instead of the oxides indicated above in weight and mole% Of course you can also use other connections use of various metallic elements. The Examples given are not to be construed restrictively.

Claims (13)

1. Kanal-Elektronen-Vervielfacher aus einem Glas, das eine Bleiverbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiverbindung in Kombination mit anderen Bestand­ teilen des Glases so ausgewählt ist, daß der Störsignal­ pegel höchstens 0,1 cm-2 s-1 beträgt.1. channel electron multiplier of a glass containing a lead compound, characterized in that the lead compound in combination with other constituent parts of the glass is selected so that the interference signal level is at most 0.1 cm -2 s -1 . 2. Vervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiverbindung so gewählt ist, daß der Störsignal­ pegel höchstens 0,03 cm-2 s-1 beträgt.2. Multiplier according to claim 1, characterized in that the lead compound is selected so that the interference signal level is at most 0.03 cm -2 s -1 . 3. Vervielfacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiverbindung so ausgewählt ist, daß der Stör­ signalpegel höchstens 0,01 cm-2 s-1 beträgt.3. Multiplier according to claim 2, characterized in that the lead compound is selected so that the interference signal level is at most 0.01 cm -2 s -1 . 4. Vervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er kein Rubidium enthält.4. Multiplier according to claim 1, 2 or 3, characterized gekenn records that he does not contain rubidium. 5. Vervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er kein Kalium enthält.5. Multiplier according to claim 1, 2 or 3, characterized marked records that it contains no potassium. 6. Vervielfacher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er kein Rubidium und kein Kalium enthält.6. Multiplier according to claim 1, 2 or 3, characterized records that it contains no rubidium and no potassium. 7. Vervielfacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiverbindung so ausge­ wählt ist, daß der Störsignalpegel höchstens 0,003 cm-2s-1 beträgt.7. Multiplier according to one of the preceding claims, characterized in that the lead compound is selected out so that the noise signal level is at most 0.003 cm -2 s -1 . 8. Vervielfacher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleiverbindung so ausgewählt ist, daß der Störsig­ nalpegel höchstens 0,001 cm-2 s-1 beträgt. 8. Multiplier according to claim 7, characterized in that the lead compound is selected so that the Störsig nalpegel is at most 0.001 cm -2 s -1 . 9. Glas, insbesondere für einen Kanal-Elektronenverviel­ facher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gewichtsprozent, im wesentlichen besteht aus SiO₂|30-35% PbO 50-57% Cs₂O 2-10% Σ MgO+CaO+SrO+BaO 0-5% Σ Al₂O₃+ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅ 0,1-1%
wobei das Verhältnis von Si zu Pb, ausgedrückt als molares Verhältnis von SiO2 zu PbO, im Bereich von 2,0 bis 2,4 liegt.9. Glass, in particular for a channel electron multiplier according to one of the preceding claims, characterized in that it consists in weight percent, essentially consists of SiO₂ | 30-35% PbO 50-57% Cs₂O 2-10% Σ MgO + CaO + SrO + BaO 0-5% Σ Al₂O₃ + ZrO₂ + TiO₂ + Nb₂O₅ 0.1-1%
wherein the ratio of Si to Pb, expressed as molar ratio of SiO 2 to PbO, is in the range of 2.0 to 2.4. 10. Glas nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkalimetalloxid im wesentlichen nur Cäsiumoxid enthält.10. Glass according to claim 9, characterized in that it as alkali metal oxide substantially only cesium oxide contains. 11. Glas, insbesondere für einen Kanal-Elektronenverviel­ facher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es in Gewichtsprozent im wesentlichen besteht aus SiO₂ 34,25 PbO 54,06 Cs₂O 7,56 BaO 3,94 Al₂O₃ 0,19
11. glass, in particular for a channel Elektronenverviel times according to one of claims 1 to 8, characterized in that it consists in weight percent substantially SiO₂ 34.25 PbO 54.06 Cs₂O 7.56 BaO 3.94 Al₂O₃ 0.19
12. Kanal-Elektronenvervielfacher, der ein Glas gemäß Anspruch 9, 10 oder 11 enthält.12. Channel Electron Multiplier, which is a glass according to Claim 9, 10 or 11 contains. 13. Kanal-Elektronenvervielfacher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Mikrokanalplatte hat.13. channel electron multiplier according to claim 12, characterized characterized in that it takes the form of a microchannel plate Has.
DE19893909526 1988-03-24 1989-03-22 CHANNEL electron multiplier Ceased DE3909526A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17313688A 1988-03-24 1988-03-24
US07/234,325 US4983551A (en) 1988-08-13 1988-08-13 Channel electron multipliers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3909526A1 true DE3909526A1 (en) 1989-10-05

Family

ID=26868812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893909526 Ceased DE3909526A1 (en) 1988-03-24 1989-03-22 CHANNEL electron multiplier

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPH0210645A (en)
DE (1) DE3909526A1 (en)
FR (1) FR2629269A1 (en)
GB (1) GB2218982B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922678C2 (en) * 1999-05-18 2001-06-21 Perkinelmer Optoelectronics Lead silicate glass and its use
US9117640B2 (en) 2012-05-18 2015-08-25 Hamamatsu Photonics K.K. Microchannel plate having a main body, image intensifier, ion detector, and inspection device
EP2851930B1 (en) * 2012-05-18 2017-12-13 Hamamatsu Photonics K.K. Microchannel plate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219130B (en) * 1960-04-20 1966-06-16 Bendix Corp Secondary electron multiplier and method of manufacturing the multiplier
DE1953738B2 (en) * 1968-11-09 1976-03-11 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) GLASS BASED ON SIO TIEF 2 - AL TIEF 2 O TIEF 3 -PBO-BI TIEF 2 O TIEF 3, ESPECIALLY FOR USE IN A SECONDARY EMISSION ELECTRODE
DE3317778A1 (en) * 1982-05-17 1983-11-17 Galileo Electro-Optics Corp., Sturbridge, Mass. GLASS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219130B (en) * 1960-04-20 1966-06-16 Bendix Corp Secondary electron multiplier and method of manufacturing the multiplier
DE1953738B2 (en) * 1968-11-09 1976-03-11 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) GLASS BASED ON SIO TIEF 2 - AL TIEF 2 O TIEF 3 -PBO-BI TIEF 2 O TIEF 3, ESPECIALLY FOR USE IN A SECONDARY EMISSION ELECTRODE
DE3317778A1 (en) * 1982-05-17 1983-11-17 Galileo Electro-Optics Corp., Sturbridge, Mass. GLASS

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0210645A (en) 1990-01-16
GB8906723D0 (en) 1989-05-10
GB2218982B (en) 1991-08-14
FR2629269A1 (en) 1989-09-29
GB2218982A (en) 1989-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2908697C3 (en) Using a glass based on P ↓ 2 ↓ O ↓ 5 ↓ -BaO- (Al ↓ 2 ↓ O ↓ 3 ↓) - (Li ↓ 2 ↓ O) - (Na ↓ 2 ↓ O) - (K ↓ 2 ↓ O ) - (MgO) - (CaO) - (SrO) - (ZnO) -CuO as near-infrared absorption filters for color television cameras
DE3605668C2 (en)
DE3123434C2 (en) Glass in the system SiO 2 -Al 2 O 3 -Na 2 O-K 2 O with additions of Nd 2 O 3, Pr 2 3 O and Fe? 2? O? 3? for use in a light source cathode ray tube
EP0481165B1 (en) Aluminophosphate glass containing cupric oxide
DE3700144C2 (en)
DE3801840C2 (en)
DE2020421A1 (en) Glass with a high refractive index, especially for optical purposes
DE3032771C2 (en)
EP0022195B1 (en) Glass composition for embedding several glass nozzles in a multiple-nozzle ink jet printer
EP0729921A2 (en) Self-opacifying enamel frits for enameling aluminium or aluminium alloys
DE1061976B (en) Borosilicate glass
DE2633946B2 (en) Thorium-free optical glass of the system B2 ° 3 La2 O3 -Y2 O3 with a refraction equal to nd
DE3245615A1 (en) OPTICAL GLASS
DE2361195A1 (en) ALKALINE RESISTANT GLASS COMPOSITION
DE2731452A1 (en) GLASS FRYING PREPARATION FOR MELTING WINDOW GLASS
DE3909526A1 (en) CHANNEL electron multiplier
DE2815312C2 (en) Machinable micaceous glass-ceramic
DE3509955C2 (en)
DE3317778A1 (en) GLASS
EP1138641A1 (en) Lead-free bismuth silicate glasses and their uses
DE1596995A1 (en) Glass solder
DE1953891C3 (en) High temperature! Est putty material
DE845247C (en) Glasses, in particular intermediate glasses
DE19820072C1 (en) New lead-free optical lanthanum crown and flint glasses
DE2653581C3 (en) Thorium-free optical glass of the basic system SiO? 2? -B? 2? O? 3? -La? 2? O? 3?

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 3943557

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 3943557

8131 Rejection