DE69527894T2

DE69527894T2 - Elektronenröhre

Info

Publication number: DE69527894T2
Application number: DE69527894T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kyushima
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2015-06-29
Also published as: DE69527894D1; JPH0817389A; EP0690478B1; US5744908A; EP0690478A1; JP3466712B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenröhre mit einer Elektronenvervielfachungseinheit zur Vervielfachung eines einfallenden Elektronenflusses durch eine Sekundärelektronenemission.

Verwandter Stand der Technik

Herkömmlich ist eine in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-182631 offenbarte Technik als eine Technik für ein derartiges Gebiet bekannt. In Fig. 8 ist ein Querschnittsaufbau von Dynoden der gemäß diesem Stand der Technik beschriebenen herkömmlichen Elektronenröhre gezeigt. Gemäß Fig. 8 sind fortlaufende n-te und (n + 1)-te Dynoden von einer Vielzahl von Dynoden gezeigt, die in einem elektrisch isolierten Zustand gestapelt sind.
Eine Dynode 100 weist eine Platte 102 auf, in der eine Vielzahl von Durchgangslöchern oder Aperturen bzw. Durchlässe 101 ausgebildet sind. Die Anordnungsposition der Platte 102 ist für jede Stufe umgekehrt, so dass der Neigungswinkel der Durchgangslöcher 101 für jede Stufe umgekehrt ist. Was die Durchgangslöcher 101 betrifft, weist eine Ausgangsöffnung 104 einen Durchmesser auf, der größer als der einer Eingangsöffnung 103 ist. Eine vorbestimmte Spannung wird an die Platte 102 jeder Stufe durch eine Energieversorgung 105 angelegt, so dass die Potenziale der Dynoden 100 aufeinanderfolgend vergrößert werden. Gemäß diesem Beispiel ist ein an die n-te Dynode 100 angelegter Spannungswert V1 100 V. Ein an die (n + 1)- te Dynode 100 angelegter Spannungswert V2 ist 200 V. Da jedes Durchgangsloch 100 der Platte 102 eine Oberfläche mit einem Leitwert aufweist, wird die obere und untere Oberfläche der Platte 102 durch die von der Energieversorgung 105 angelegte Spannung auf das gleiche Potenzial geladen.
Gemäß diesem Aufbau kollidieren Elektronen, die bei jedem Durchgangsloch 101 der n-ten Dynode 100 einfallen, mit einem geneigten Abschnitt 106, wodurch Sekundärelektronen aus einer Sekundärelektronenemissionsschicht, die bei dem geneigten Abschnitt 106 ausgebildet ist, emittiert werden. Die emittierten Sekundärelektronen werden zu einem elektrischen Dämpfungsfeld geführt, das durch eine Potenzialdifferenz zwischen der n-ten Dynode 100 und der (n + 1)-ten Dynode 100 ausgebildet ist, fallen bei den Durchgangslöchern 101 der (n + 1)-ten Dynode 100 ein und werden auf ähnliche Weise verstärkt.
Der Verteilungszustand der Potenziale zwischen der n- ten Dynode 100 und der (n + 1)-ten Dynode 100 ist in Fig. 8 durch eine gestrichelte Linie angezeigt.
Äquipotenziallinien von 120 V, 150 V, 180 V sind durch A, B bzw. C dargestellt. Die Äquipotenziallinie B ist bei einer Zwischenposition zwischen der n-ten Dynode 100 und der (n + 1)-ten Dynode 100 vorhanden. Die Äquipotenziallinien A und C sind in die Durchgangslöcher 101 der n-ten Dynode 100 und der (n + 1)-ten Dynode 100 verzogen bzw. gewölbt. Wie es vorstehend beschrieben ist, weist jedes Durchgangsloch 101 die Ausgangsöffnung 104 mit einem Durchmesser auf, der größer ist als der der Eingangsöffnung 103. Aus diesem Grund wird die Äquipotenziallinie A im Vergleich zu der Äquipotenziallinie C tief in die Durchgangslöcher 101 gewölbt.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird, wenn die Äquipotenziallinie A tief in die Durchgangslöcher 101 gewölbt ist, das elektrische Dämpfungsfeld verstärkt, um die Sekundärelektronen 107, die von dem unteren Abschnitt des geneigten Abschnitts 106 der n-ten Dynode 100 emittiert werden, zu der (n + 1)-ten Dynode 100 einfach zu führen.
Die Japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2- 291654 und 2-291655 offenbaren ebenso herkömmliche Elektronenröhren.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Elektronenröhre bereitgestellt mit einer ersten Dynodenplatte, wobei sich eine Vielzahl von ersten Aperturen durch die Platte erstreckt, wobei jede Apertur eine Einfallöffnung zum Empfangen von auf die Platte einfallenden Elektronen sowie eine Emissionsöffnung zum Emittieren vervielfachter Elektronen daraus aufweist, einer zweiten Dynodenplatte, die benachbart zu der ersten Dynodenplatte angeordnet ist, wobei sich eine Vielzahl von zweiten Aperturen durch die zweite Dynodenplatte erstrecken, wobei jede Apertur eine Einfallöffnung zum Empfangen von von der ersten Dynodenplatte emittierten und auf die zweite Dynodenplatte einfallenden Elektronen sowie eine Emissionsöffnung zum Emittieren vervielfachter Elektronen daraus aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die zweite Dynodenplatte herausragende verlängerte Beschleunigungselektroden aufweist, die jeweils auf einer der ersten Dynodenplatte gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet sind, wobei jede verlängerte Elektrode sich jeweils längsgerichtet entlang zumindest einem Teil einer Kante einer Einfallöffnung der zweiten Dynodenplatte erstreckt und eingerichtet ist, zu der jeweiligen Emissionsöffnung der ersten Dynodenplatte herauszuragen.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert, dass die Beschleunigungselektroden der zweiten Dynodenplatte in eine entsprechende der Aperturen der ersten Dynodenplatte ragen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Einfallöffnung eine rechteckige Form auf, weist jede Beschleunigungselektrode eine Parallelepipedform auf und ist eine verlängerte Kante jeder Einfallöffnung jeweils gleich der longitudinalen Richtung jeder Beschleunigungselektrode. Herkömmlicherweise weist jede
Beschleunigungselektrode einen dreieckigen Querschnitt oder einen umgekehrten U-förmigen Querschnitt auf.
Vorzugsweise weist jede Emissionsöffnung jeder der Vielzahl von Durchgangslöcher einen Querschnitt auf, der größer als der der Einfallöffnung ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Mittelachse jeder Apertur jeweils um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine obere Oberfläche jeder der ersten bzw. der zweiten Dynodenplatten geneigt. Jede Mittelachse jeder Apertur kann um einen Winkel von 50º in Bezug auf die obere Oberfläche jeder der ersten und der zweiten Dynodenplatten geneigt sein.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich eine Sekundärelektronenabstrahlschicht bei einer ersten inneren Wand jeder Apertur, wobei die erste innere Wand jeweils jeder Einfallöffnung gegenüberliegt. Ein unterer Abschnitt jeder ersten inneren Wand kann eine eingelassene gekrümmte Oberfläche sein.
Die Elektronenröhre kann ein Photovervielfacher oder ein Bildvervielfacher sein.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Photovervielfacher bereitgestellt mit einer einer Elektronenröhre gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vervielfachers sind die Aperturen in benachbarten Dynoden unterschiedlich zueinander ausgerichtet und definieren einen gewundenen Weg durch einen Dynodenstapel.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Beschleunigungselektrode nahe bei der Einfallöffnung der Apertur positioniert, die in der zweiten Dynode ausgebildet ist. Aus diesem Grund wird ein elektrisches Dämpfungsfeld durch die Beschleunigungselektrode hochgeschoben und tief in die Apertur der ersten Dynode gewölbt. Mit der Wirkung des elektrischen Dämpfungsfelds werden die Elektronen von der ersten Dynode zu der zweiten Dynode zweckmäßig geführt, wodurch der Elektronensammelwirkungsgrad verbessert wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsseitendarstellung des Aufbaus einer Elektronenröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht des Aufbaus der Elektronenröhre gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung zweier aufeinanderfolgender Dynoden einer Vielzahl von Dynoden, die eine erfindungsgemäße Elektronenvervielfachungseinheit bilden,
Fig. 4 eine Teilschnittsdarstellung der Form einer Elektronenvervielfachungsapertur, die in einer Dynode ausgebildet ist,
Fig. 5 eine Darstellung des Verteilungszustands der Potenziale der zwei aufeinanderfolgenden Dynoden gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine Darstellung der Größe jedes Abschnitts der Dynode,
Fig. 7A und 7B perspektivische Darstellungen anderer Formen der Beschleunigungselektrodeneinheit, die bei der Dynode bereitgestellt ist, und
Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Elektronenvervielfachungseinheit.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In Fig. 1 ist eine Querschnittsseitendarstellung des Aufbaus einer Elektronenröhre gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigt. In Fig. 2 ist eine Draufsicht des Aufbaus der Elektronenröhre gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigt. Unter Bezugsnahme auf die Fig. 1 und 2 ist in der Elektronenröhre gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Elektronenvervielfachungseinheit 20 zur Vervielfachung eines einfallenden Elektronenflusses in einem säulenartigen Vakuumbehälter 10 angeordnet. Der Vakuumbehälter 10 ist durch eine zylindrische metallische Seitenröhre 11, eine kreisförmige lichtaufnehmende Oberflächenplatte 12, die bei einem Ende der metallischen Seitenröhre 11 bereitgestellt ist, und einen kreisförmigen Schaft 13 aufgebaut, der bei dem anderen Ende der metallischen Seitenröhre 11 bereitgestellt ist. Eine Photokathode 21 ist an der unteren Oberfläche der lichtempfangenden Oberflächenplatte 12 angeordnet. Eine Fokussierungselektrode 22 ist zwischen der Photokathode 21 und der Elektronenvervielfachungseinheit 20 angeordnet.
Die Elektronenvervielfachungseinheit 20 ist durch eine Stapelung von Dynoden 24 aufgebaut, von denen jede eine große Anzahl von Elektronenvervielfachungslöchern oder -aperturen bzw. -durchlässen 23 aufweist. Eine Anode 25 und eine Endstufendynode 26 sind aufeinanderfolgend unter den Dynoden 24 angeordnet.
Der Schaft 13, der als ein Grundabschnitt dient, ist mit externen Spannungsanschlüssen verbunden. Zwölf Schaftstifte 14 zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an die Dynoden 24 und 26 und dergleichen erstrecken sich durch den Schaft 13. Jeder Schaftstift 14 ist bei dem Schaft 13 durch ein konisch zulaufendes, hermetisch abschließendes Glaselement 15 befestigt. Jeder Schaftstift 14 weist eine Länge auf, um eine anzuschließende Dynode 24 oder 26 zu erreichen. Das entfernte Ende des Schaftstifts 14 ist mit einem (nicht gezeigten) Verbindungsanschluss der entsprechenden Dynode 24 oder 26 durch eine Widerstandsschweißung verbunden.
Die Werkstoffe der vorstehend beschriebenen Elemente sind wie nachstehend beschrieben. Als Werkstoff der metallischen Seitenröhre 11, des Schafts 13 und der Schaftstifte 14 wird Kovar-Metall, SUS (Edelstahl), Aluminium oder Eisen-Nickel verwendet. Als Werkstoff der lichtempfangenen Oberflächenplatte 12 wird Kovar-Glas, UV-Glas, Quarz, MgF&sub2; oder Saphir verwendet. Als Werdstoff der Photokathode 21 wird Bialkali, Multialkali, GaAs oder CsTe verwendet. Als Werkstoff der Fokussierungselektrode 22 wird SUS (Edelstahl) oder Wolfram verwendet. Als Werkstoff der Dynoden 24 und 26 sowie der Anode 25 wird SUS (Edelstahl), Aluminium, Nickel oder CuBe verwendet.
Auf die lichtempfangende Oberflächenplatte 12 einfallendes Licht 30 regt Elektronen in der Photokathode 21 bei der unteren Oberfläche an, um Lichtelektronen in das Vakuum zu emittieren. Die Lichtelektronen, die von der Photokathode 21 emittiert werden, werden bei der obersten Dynode 24 durch die matrixartige Fokussierungselektrode 22 fokussiert (Fig. 2), und eine Sekundärvervielfachung wird ausgeführt.
Sekundärelektronen, die von der obersten Dynode 24 emittiert werden, werden den unteren Dynoden 24 zugeführt, um die Sekundärelektronenemission zu wiederholen. Eine Sekundärelektronengruppe, die von der Endstufendynode 24 emittiert wird, wird von der Anode 25 extrahiert. Die extrahierte Sekundärelektronengruppe wird durch die Schaftstifte 14, die mit der Anode 25 verbunden sind, nach außen ausgegeben.
Der Aufbau der Dynoden 24, der ein kennzeichnendes Merkmal des Ausführungsbeispiels ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die perspektivische Darstellung in Fig. 3 beschrieben. In Fig. 3 ist der Aufbau der aufeinanderfolgenden n-ten und (n + 1)-ten Dynoden 24 der Vielzahl von Dynoden 24 gezeigt, die in einem elektrisch isolierten Zustand-gestapelt sind. Die Dynode 24 weist eine Platte 24&sub1; auf, deren Oberfläche einen Leitwert aufweist. Eine Vielzahl von Elektronenvervielfachungslöchern 23 ist gleichmäßig angeordnet und in der Platte 24&sub1; ausgebildet. Rechteckige Eingangsöffnungen 24&sub2;, die jeweils als ein Ende des Elektronenvervielfachungsloches 23 dienen, sind in der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ausgebildet. Im wesentlichen rechtwinklige Ausgangsöffnungen 24&sub2;, die jeweils als das andere Ende des Elektronenvervielfachungsloches 23 dienen, sind in der unteren Oberfläche ausgebildet. Eine parallelepipedförmige Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; ist bei dem Kantenabschnitt der Eingangsöffnung 24&sub2; jedes Elektrodenvervielfachungsloches 23 bereitgestellt.
Das Elektronenvervielfachungsloch 23 ist in Bezug auf die Einfallrichtung der Elektronen, die durch die Eingangsöffnung 24&sub2; einfallen, geneigt. Eine Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; ist bei einem geneigten Abschnitt der Innenwand jedes Elektronenvervielfachungsloches 23 ausgebildet, wo die durch die Eingangsöffnung 24&sub2; einfallende Elektronen kollidieren. Die Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; wird durch ein Vakuumabscheiden einer Antimon-Schicht (Sb-Schicht) in dem Bereich der Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; der Platte 24&sub1; und durch Veranlassen, dass diese Schicht mit Alkali reagiert, ausgebildet. Zusätzlich zu diesem Ausbildungsverfahren kann, wenn CuBe als Werkstoff der Platte 24&sub1; verwendet wird, der Bereich der Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; der Platte 24&sub1; in Sauerstoff aktiviert und ausgebildet werden.
Die n-te Dynode 24 und (n + 1)-te Dynode 24 sind gestapelt, während die Anordnungsposition der Platte 24&sub1; umgekehrt ist, so dass der Neigungswinkel der Elektronenvervielfachungslöcher 23 für jede Stufe umgekehrt ist. Zusätzlich gehen die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; der (n + 1)-ten Dynode 24 in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der n-ten Dynode 24 hinein. Da eine Längsseite der Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; kürzer ist als eine Seite der Ausgangsöffnung 24&sub3;, kommt die Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; der (n + 1)-ten Dynode 24 nicht mit der Ausgangsöffnung 24&sub3; der n-ten Dynode 24 in Kontakt. Wie es vorstehend beschrieben ist, kann, wenn die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 hineingehen, ein elektrisches Dämpfungsfeld zum Führen der Sekundärelektronen tief in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 gewölbt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Intervall zwischen der Beschleunigungselektrodeneinheit 244 und der Ausgangsöffnung 24&sub3; 80 um. Dieses Intervall hängt von der Potenzialdifferenz zwischen der n-ten Dynode 24 und der (n + 1)-ten Dynoden 24 ab. Der Minimalwert des Intervalls ist 20 um und der Maximalwert ist 160 um. Die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; müssen nicht notwendigerweise in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der oberen Stufe hineingehen. Wenn die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; von der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; lediglich leicht nach oben herausragen, kann eine ausreichende Wirkung für ein Hochschieben des elektrischen Dämpfungsfelds erreicht werden. Um jedoch eine größere Wirkung zu erreichen, ist es bevorzugen, dass die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der oberen Stufe hineingehen. Die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; können in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der oberen Stufe bis maximal zu der Position eines unteren Endes 24&sub6; der Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; (das obere Ende der vertikalen Oberfläche der Ausgangsöffnung 24&sub3;) hineingehen.
In Fig. 4 ist eine Teilschnittdarstellung der Form des Elektronenvervielfachungsloches 23 gezeigt, das in der n-ten Dynode 24 ausgebildet ist, wobei die Schnittdarstellung entlang einer Richtung entnommen ist, die senkrecht zu der longitudinalen Richtung der Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; verläuft. Das Elektronenvervielfachungsloch 23, das entlang der longitudinalen Richtung der Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; entnommen ist, weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Elektronenvervielfachungsloch 23 der (n + 1)-ten Dynode 24 weist ebenso die gleiche Form auf, mit der Ausnahme, dass die Richtung unterschiedlich ist.
Das Elektronenvervielfachungsloch 23 weist eine im Wesentlich konisch zulaufende Form auf, die sich zu der Ausgangsöffnung 24&sub3; erstreckt, so dass der Durchmesser der Ausgangsöffnung 24&sub3; in der Schnittrichtung etwa doppelt so groß ist wie der der Eingangsöffnung 24&sub2; in der Schnittrichtung. Die Mittelachse des Elektronenvervielfachungsloches 23 ist zu der rechten Seite in Fig. 4 um etwa 50º in Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1; geneigt. Von der inneren Wand des Elektronenvervielfachungsloches 23 ist eine der Eingangsöffnung 24&sub2; gegenüberliegende innere Wand 24&sub7; (eine Oberfläche, bei der die Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; ausgebildet ist) zu der rechten Seite in Fig. 4 um etwa 60º im Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1; geneigt. Eine innere Wand 24&sub8; (eine der inneren Wand 24&sub7; gegenüberliegende Oberfläche), die der Ausgangsöffnung 24&sub3; gegenüberliegt, ist zu der rechten Seite in Fig. 4 um etwa 40º im Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1; geneigt.
Die innere Wand 24&sub7; kann in vier Abschnitte in einer Richtung geteilt werden, die senkrecht zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist. Ein etwa 2/9 entsprechender Abschnitt von dem Endabschnitt der Eingangsöffnung 24&sub2; ist eine Ebene, die senkrecht zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist. Ein etwa 4/9 entsprechender Abschnitt von diesem Abschnitt ist eine Ebene mit einem Winkel von etwa 70º in Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1;. Ein etwa 1/9 entsprechender Abschnitt von dem Endabschnitt der Ausgangsöffnung 24&sub3; ist eine Ebene, die senkrecht zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist. Ein etwa 2/9 entsprechender Abschnitt von diesem Abschnitt ist eine eingelassene bzw. vertiefte gekrümmte Oberfläche mit einem Winkel von etwa 30º im Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1;.
Auf ähnliche Weise kann die innere Wand 24&sub8; in vier Abschnitte in einer Richtung geteilt werden, die senkrecht zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist. Ein etwa 1/7 entsprechender Abschnitt von dem Endabschnitt der Eingangsöffnung 24&sub2; ist eine Ebene mit einem Winkel von etwa 30º in Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1;. Ein etwa 3/7 entsprechender Abschnitt von diesem Abschnitt ist eine Ebene mit einem Winkel von etwa 70º in Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 241. Ein etwa 2/7 entsprechender Abschnitt von dem Endabschnitt der Ausgangsöffnung 243 ist eine eingelassene bzw. vertiefte gekrümmte Oberfläche mit einem Winkel von etwa 35º in Bezug auf die obere Oberfläche der Platte 24&sub1;. Ein etwa 1/7 entsprechender Abschnitt von diesem Abschnitt ist eine Ebene, die senkrecht zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist. Zusätzlich ist eine Ebene, die parallel zu der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; ist, bei der inneren Wand 24&sub8; bei einer Position vorhanden, die von dem oberen Ende um etwa 1/7 des Gesamtabstands getrennt ist. Die Länge der Platte in der Schnittrichtung ist etwa 5/8 des Durchmessers der Eingangsöffnung 24&sub2; in der Schnittrichtung.
Die Eingangsöffnungen 24&sub2; sind in der oberen Oberfläche der Platte 24&sub1; bei einem gleichmäßigen Intervall ausgebildet. Das Intervall zwischen den benachbarten Eingangsöffnungen 24&sub2; in der Schnittrichtung der Ebene ist etwa doppelt so groß wie der Durchmesser der Eingangsöffnung 24&sub2; in der Schnittrichtung. Bei der Ebene zwischen den benachbarten Eingangsöffnungen 24&sub2; ist die parallelepipedförmige Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; bei dem Endabschnitt der Eingangsöffnung 24&sub2; an der Seite der inneren Wand 24&sub8; ausgebildet. Die Länge der Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; in der Schnittrichtung ist etwa 2/7 des Intervalls zwischen den benachbarten Eingangsöffnungen 24&sub2; in der Schnittrichtung der Ebene.
In Fig. 5 ist eine Darstellung des Verteilungszustands der Potenziale der n-ten Dynode 24 und der (n + 1)-ten Dynode 24 gezeigt. Ein an die n-te Dynode 24 angelegter Spannungswert V&sub1; ist 100 V und ein an die (n + 1)-te Dynode 24 angelegter Spannungswert V&sub2; ist 200 V. Wie in dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik (Fig. 8) sind Äquipotenziallinien von 120 V, 150 V und 180 V durch A, B bzw. C dargestellt.
In diesem Fall ist lediglich die Äquipotenziallinie C in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der (n + 1)-ten Dynode 24 durch die Eingangsöffnung 24&sub2; gewölbt. Die Äquipotenziallinien A, B und C werden durch die Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; der (n + 1)-ten Dynode 24, die in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der n-ten Dynode 24 ragen, nach hochgeschoben, so dass die Äquipotenziallinien A, B und C in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der n-ten Dynode 24 durch die Ausgangsöffnungen 24&sub2; gewölbt sind.
Insbesondere die Äquipotenziallinie A ist ausgebildet, tief in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 der n-ten Dynode 24 gewölbt zu sein.
Folglich kann, wenn der Bereich der Ausgangsöffnung 24&sub3; nicht verändert ist, die Äquipotenziallinie, d. h. das elektrische Dämpfungsfeld zum Führen der Sekundärelektronen im Vergleich zu dem Stand der Technik (Fig. 8), der keine Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; aufweist, tief in die Elektronenvervielfachungslöcher 23 gewölbt sein. Aus diesem Grund ist das elektrische Dämpfungsfeld in den Elektronenvervielfachungslöchern 23 verstärkt, so dass die von der oberen Stufe der Sekundärelektronenabstrahlschicht 24&sub5; emittierten Sekundärelektronen, die gemäß dem Stand der Technik nicht zu der unteren Dynode 24 geführt werden können, zu der unteren Dynode 24 angemessen geführt werden, wodurch der Elektronensammelwirkungsgrad verbessert wird.
In Fig. 6 ist eine Darstellung der Größe jedes Abschnitts der n-ten Dynode 24 und der (n + 1)-ten Dynode 24 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 sind die n-te Dynode 24 und die (n + 1)-te Dynode 24 bei einem Intervall d&sub1; von 0,09 mm gestapelt. Die Beschleunigungselektrodeneinheit 24&sub4; weist eine Breite d&sub2; von 0,12 mm und eine Dicke da von 0,12 mm auf. Ein Intervall d&sub4; zwischen den benachbarten Beschleunigungselektrodeneinheiten 24&sub4; beträgt 1,0 mm.
Die Dynode 24 ist durch drei Platten 24&sub1;&sub1; bis 24&sub1;&sub3; gebildet, die miteinander verbunden sind. Die Platten 24&sub1;&sub1; bis 24&sub1;&sub3; weisen Dicken d&sub5; von 0,18 mm, d&sub6; von 0,25 mm bzw. d&sub7; von 0,25 mm auf. Als das Intervall d&sub1; zwischen der n-ten Dynode 24 und der (n + 1)-ten Dynode 24 wird ein Minimalwert in einem Bereich, der keine Entladung zwischen den Dynoden 24 verursacht, ausgewählt, was von der Potenzialdifferenz zwischen den Dynoden 24 abhängt. Folglich kann, wenn das Potenzial zwischen den Dynoden 24 verringert wird, dieses Intervall kleiner als 0,09 n+lm sein.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Photovervielfacher als Beispiel einer Elektronenröhre mit einer Elektronenvervielfachungseinheit beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Photovervielfacher begrenzt und kann ebenso bei einem Elektronenvervielfacher oder einem Bildvervielfacher zur Verstärkung der Leuchtdichte eines optischen Eingangsbilds angewendet werden, solange es sich um eine Elektronenröhre mit einer Elektronenvervielfachungseinheit zur Vervielfachung eines einfallenden Elektronenflusses durch die Wirkung einer Sekundärelektronenemission handelt.
Zusätzlich ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Bereich der Ausgangsöffnung größer als der der Eingangsöffnung, wobei das Elektronenvervielfachungslocheine prismatische Form aufweist, die sich zu der Ausgangsöffnung hin erstreckt. Der Bereich der Eingangsöffnung kann jedoch gleich dem der Ausgangsöffnung sein, so dass das Elektronenvervielfachungsloch eine prismatische Form auf weist, während die gegenüberliegenden Oberflächen parallel angeordnet sind. Die Form des Elektronenvervielfachungslochs ist nicht auf die prismatische Form begrenzt und kann ebenso eine zylindrische Form sein. In diesem Fall sind die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung kreisförmig. Die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung können den gleichen Durchmesser auf weisen. Alternativ hierzu kann die Ausgangsöffnung einen größeren Durchmesser auf weisen. Die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung können unterschiedliche Formen aufweisen Beispielsweise kann die Eingangsöffnung kreisförmig sein, während die Ausgangsöffnung rechteckig ist.
Des Weiteren wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die parallelepipedförmige Beschleunigungselektrodeneinheit verwendet. Die Beschleunigungselektrodeneinheit ist jedoch nicht auf die Parallelepipedform begrenzt. Wie es in Fig. 7A gezeigt ist, kann sie eine Säule mit einem Dreiecksquerschnitt sein. Alternativ hierzu kann sie eine umgekehrte U- förmige Säule sein, wie es in Fig. 7B gezeigt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel gehen die Beschleunigungselektrodeneinheiten in die Elektronenvervielfachungslöcher der oberen Stufe hinein. Sie müssen jedoch nicht notwendigerweise in die Elektronenvervielfachungslöcher hineingehen. Es ist ausreichend, dass die Beschleunigungselektrodeneinheiten von der oberen Oberfläche der Platte zu den Elektronenvervielfachungslöchern der oberen Stufe herausragen. Auch wenn die Beschleunigungselektrodeneinheiten nicht in die Elektronenvervielfachungslöcher der oberen Stufe hineingehen, kann das elektrische Dämpfungsfeld tief in die Elektronenvervielfachungslöcher geschoben sein.

Claims

1. Elektronenröhre mit

einer ersten Dynodenplatte (24&sub1;), wobei sich eine Vielzahl von ersten Aperturen (23) durch die Platte erstreckt, wobei jede Apertur eine Einfallöffnung (24&sub2;) zum Empfangen von auf die Platte einfallenden Elektronen sowie eine Emissionsöffnung (24&sub3;) zum Emittieren vervielfachter Elektronen daraus aufweist,

einer zweiten Dynodenplatte (24&sub1;), die benachbart zu der ersten Dynodenplatte angeordnet ist, wobei sich eine Vielzahl von zweiten Aperturen (23) durch die zweite Dynodenplatte erstrecken, wobei jede Apertur eine Einfallöffnung (24&sub2;) zum Empfangen von von der ersten Dynodenplatte emittierten und auf die zweite Dynodenplatte einfallenden Elektronen sowie eine Emissionsöffnung (24&sub3;) zum Emittieren vervielfachter Elektronen daraus aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Dynodenplatte (24) herausragende verlängerte Beschleunigungselektroden (24&sub4;) aufweist, die jeweils auf einer der ersten Dynodenplatte (24) gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet sind, wobei jede verlängerte Elektrode sich jeweils längsgerichtet entlang zumindest einem Teil einer Kante einer Einfallöffnung (24&sub2;) der zweiten Dynodenplatte erstreckt und eingerichtet ist, zu der jeweiligen Emissionsöffnung (24&sub3;) der ersten Dynodenplatte herauszuragen.

2. Röhre nach Anspruch 1, wobei die Beschleunigungselektroden der zweiten Dynodenplatte (24) in eine entsprechende der Aperturen (23) der ersten Dynodenplatte (24) ragen.

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einfallöffnung (24&sub2;) eine rechteckige Form aufweist, jede Beschleunigungselektrode (24&sub4;) eine Parallelepipedform aufweist und eine verlängerte Kante jeder Einfallöffnung jeweils gleich der longitudinalen Richtung jeder Beschleunigungselektrode ist.

4. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede Beschleunigungselektrode einen dreieckigen Querschnitt oder einen umgekehrten U-förmigen Querschnitt aufweist.

5. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Emissionsöffnung (24&sub3;) jeder der Vielzahl von Aperturen (23) einen Querschnitt aufweist, der größer als der der Einfallöffnung ist.

6. Röhre nach Anspruch 5, wobei eine Mittelachse jeder Apertur (23) jeweils um einen vor bestimmten Winkel in Bezug auf eine obere Oberfläche jeder der ersten und der zweiten Dynodenplatten (24&sub1;) geneigt ist.

7. Röhre nach Anspruch 6, wobei jede Mittelachse um einen Winkel von 50º in Bezug auf die obere Oberfläche jeder der ersten und der zweiten Dynodenplatten (24&sub1;) geneigt ist.

8. Röhre nach Anspruch 6 oder 1, mit einer Sekundärelektronenabstrahlschicht, die sich bei einer ersten inneren Wand (24&sub7;) jeder Apertur (23) befindet, wobei die erste innere Wand jeweils jeder Einfallöffnung (24&sub2;) gegenüberliegt.

9. Röhre nach Anspruch 8, wobei ein unterer Endabschnitt jeder ersten inneren Wand (24&sub7;) eine eingelassene gekrümmte Oberfläche ist.

10. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Elektronenöhre ein Photovervielfacher zur Verstärkung von Lichtelektronen ist, die bei einem Empfang einfallender Photonen emittiert werden.

11. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Elektronenöhre ein Bildvervielfacher zur Vervielfachung einer Leuchtdichte eines optischen Eingangsbilds ist.

12. Elektronenvervielfacher mit einer Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Elektronenvervielfacher nach Anspruch 12, wobei die Aperturen (23) in benachbarten Dynoden (24&sub1;) unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind und einen gewundenen Weg durch einen Dynodenstapel definieren.