DE69734880T2

DE69734880T2 - Elektronenvervielfacher

Info

Publication number: DE69734880T2
Application number: DE69734880T
Authority: DE
Inventors: Hideki Hamamatsu-shi SHIMOI; Hiroyuki Hamamatsu-shi KYUSHIMA; Hisaki Hamamatsu-shi Katoh
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: DE69734880D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenvervielfacher, genauer auf einen Elektronenvervielfacher, der mit einer fokussierenden Elektrodenplatte versehen ist.
Bei einer in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung (Kokai) Nr. 6-314550 offenbarten Photoelektronenvervielfacherröhre ist eine Photokathode an der inneren Fläche einer Stirnplatte ausgebildet. Die Photoelektronenvervielfacherröhre enthält einen Elektronenvervielfacher, der folgendes umfaßt:

– Ein Elektronenvervielfachungsteil, das aus einer Vielzahl aufeinander laminierter Dynodenplatten gefertigt ist, wobei jede Dynodenplatte eine Kante und eine Vielzahl von Elektronenvervielfachungsdurchgangslöchern zur Vervielfachung einfallender Elektronen aufweist, und die Vielzahl der Dynodenplatten eine Dynodenplatte erster Stufe zur Aufnahme der zu vervielfachenden Elektronen und eine Dynodenplatte letzter Stufe zur Ausgabe der von dem Elektronenvervielfachungsteil vervielfachten Elektronen beinhaltet;
– eine Anodeneinheit zur Aufnahme der von der Dynodenplatte letzter Stufe des Elektronenvervielfachungsteils ausgegebenen Elektronen; und,
– eine fokussierende Elektrodenplatte, die gegenüber der Dynodenplatte erster Stufe angeordnet ist und einen Fokussierungsteil zur Fokussierung einfallender Elektronen sowie einen das Fokussierungsteil umgebenden Rahmen aufweist, wobei das Rahmenteil eine Vielzahl von Elektroden trägt, und das Fokussierungsteil eine Vielzahl von Kanalöffnungen aufweist, die jeweils zwischen einem entsprechenden Paar benachbarter Elektroden ausgebildet sind und gegenüber eines zugehörigen Elektronenvervielfachungsdurchgangslochs der Dynodenplatte erster Stufe angeordnet sind.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Photokathode eine größere Fläche als diejenige des Fokussierungsteils der fokussierenden Elektrodenplatte aufweist. Das heißt, die Photokathode ist an der inneren Fläche der Stirnplatte derart angeordnet, daß sie sich nicht nur über das Fokussierungsteil sondern auch über einen Teil des Rahmenteils der fokussierenden Elektrodenplatte erstreckt. Auf diese Fläche der Photokathode, gegenüber des Rahmens der fokussierenden Elektrodenplatte angeordnet, wird im folgenden als „ineffektive Fläche" Bezug genommen. In einem Bereich, der dieser ineffektiven Fläche entspricht, ist keine Öffnung an der fokussierenden Elektrodenplatte ausgebildet. In dem Bereich, der dieser ineffektiven Fläche entspricht, ist kein Kanal in der Dynodeneinheit ausgebildet. Wenn Licht auf diese ineffektive Fläche einfällt, werden Photoelektronen aus der ineffektiven Fläche ausgelöst. Diese Photoelektronen sollten nicht durch eine der Öffnungen der fokussierenden Elektrodenplatte zu einem der Kanäle der Dynodeneinheit geleitet werden, um der Photoelektronenvervielfacherröhre das Erreichen einer höchst genauen positionsabhängigen optischen Detektion zu ermöglichen.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß von der ineffektiven Fläche emittierte Photoelektronen weitgehend durch ein elektrisches Feld abgelenkt werden, das sich in einem Bereich um das Rahmenteil der fokussierenden Elektroden platte herum ausbildet. Die dadurch abgelenkten Photoelektronen werden durch eine Öffnung in der Nähe des Rahmenteils hindurchgehen und werden in das entsprechende Elektronenvervielfachungsdurchgangsloch der Dynodeneinheit gelangen. Dementsprechend werden diese Photoelektronen vervielfacht und als unerwünschte Signale ausgegeben werden.
Die vorliegende Erfindung zielt auf eine Lösung der zuvor beschriebenen Schwierigkeiten ab. Es ist daher ein Ziel der Erfindung, einen Elektronenvervielfacher und eine Photoelektronenvervielfacherröhre bereitzustellen, welche keine unerwünschten Signale in Folge von Elektronen, die auf das Rahmenteil der fokussierenden Elektrodenplatte auftreffen, ausgeben.
Gemäß dieser Erfindung ist ein derartiger Elektronenvervielfacher dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil mit mindestens einer Dummy-Öffnung versehen ist, die sich gegenüber der Kante der Dynodenplatte erster Stufe befindet.
Dieser Elektronenvervielfacher gibt keine Signale in Folge von Elektronen aus, die auf das Rahmenteil der fokussierenden Elektrodenplatte auftreffen.
Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung und des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher werden:
1 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Ansicht einer Photoelektronenvervielfacherröhre einschließlich eines ersten Ausführungsbeispiels eines Elektronenvervielfachers nach der vorliegenden Erfindung von außen zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Elektronenvervielfacheranordnung, die in der Photoelektronenvervielfacherröhre nach 1 verwendet wird;
3 ist eine Querschnittsdarstellung der Photoelektronenvervielfacherröhre aus 1;
4 ist eine Querschnittsdarstellung eines vergleichbaren Beispiels einer Photoelektronenvervielfacherröhre, deren fokussierende Elektrodenplatte ohne Dummy-Öffnungen ausgeführt ist;
5 ist eine Querschnittsdarstellung der fokussierenden Elektrodenplatte aus 2, die den Zusammenhang zwischen der Breite der Dummy-Öffnungen 22 und der Breite der Öffnungsschlitze 18 zeigt;
6a bis 6e zeigen Diagramme, die die Ergebnisse einer Computersimulation der Verteilung der Photoelektronen darstellen, die von der ersten Anode detektiert werden, wenn die Breite der Dummy-Öffnungen variiert wird;
7 ist eine Querschnittsdarstellung der fokussierenden Elektrode einer zweiten Ausführungsform, die den Zusammenhang zwischen der Breite der Dummy-Öffnungen und der Breite der Kanalöffnungen zeigt;
8a bis 8c zeigen Diagramme, die die Ergebnisse einer Computersimulation der Verteilung von Photoelektronen darstellen, die von der ersten Anode detektiert werden, wenn die Breite der Dummy-Öffnungen in der Photoelektronenvervielfacherröhre des zweiten Ausführungsbeispiels variiert wird; und
9 zeigt eine Abwandlung der fokussierenden Elektrode.
Eine Photoelektronenvervielfacherröhre einschließlich eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Elektronenvervielfachers gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile und Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Begriffe, die eine Richtung bezeichnen, sowie hinauf und herunter, werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf den Zustand der Photoelek tronenvervielfacherröhre 1, der in einer Orientierung wie in 1 dargestellt angeordnet ist, verwendet.
1 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine kastenförmige Photoelektronenvervielfacherröhre 1 zeigt. Wie aus der Figur ersichtlich, weist die Photoelektronenvervielfacherröhre 1 eine evakuierte Ummantelung 100 auf, die eine im wesentlichen quadratisch geformte Stirnplatte 3, eine im wesentlichen zylindrische metallische Seitenwand 2 mit quadratischem Querschnitt und eine im wesentlichen quadratisch geformte Bodenplatte 5 umfaßt. Die quadratisch geformte Stirnplatte 3 ist dichtend an einem offenen Ende (oberes offenes Ende) der quadratisch-zylindrischen Seitenwand 2 befestigt. Das heißt, die quadratisch geformte Stirnplatte 3 ist luftdicht mit dem oberen offenen Ende der quadratisch-zylindrischen Seitenwand 2 verschweißt. Die Stirnplatte 3 ist aus Glas hergestellt. Eine Photokathode 4 ist an der inneren Fläche der Stirnplatte 3 ausgebildet. Die Photokathode 4 dient zur Umwandlung einfallenden Lichts in Photoelektronen. Die Bodenplatte 5 ist dichtend an dem anderen offenen Ende (unteres offenes Ende) der zylindrischen Seitenwand 2 befestigt.
Innerhalb der Ummantelung 100 ist eine Elektronenvervielfacheranordnung 27, dargestellt in 2, zur Vervielfachung der von der Photokathode 4 emittierten Photoelektronen vorgesehen.
Die Vervielfacheranordnung 27 umfaßt eine plattenförmige fokussierende Elektrode 17, eine blockförmige Dynodeneinheit 10 und eine Anodeneinheit 7.
Die Dynodeneinheit 10 ist aus acht Stufen von Dynodenplatten 11 aufgebaut, die aufeinander gestapelt angeordnet sind. Die Dynodeneinheit 10 beinhaltet eine Dynodenplatte erster Stufe 11a in der obersten Position, eine Dynodenplatte zweiter Stufe 11c direkt unterhalb der Dynodenplatte erster Stufe 11a und eine Dynodenplatte letzter Stufe 11b an einer untersten Position der Dynodeneinheit.
Die Bodenplatte 5 ist im wesentlichen eine quadratische Metallplatte. Ein metallisches Absaugrohr 6 ist in der Mitte der Bodenplatte 5 vorgesehen und ragt senkrecht abwärts heraus. Eine Vielzahl von Bodenplatten-Pins oder Bodenplatten-Anschlüssen 23 ist vorgesehen und verläuft ebenfalls senkrecht durch die Bodenplatte 5, um die Vervielfacheranordnung 27 mit Spannungen zu versorgen. Genauer sind die fokussierende Elektrode 17, die Dynodeneinheit 10 und die Anodeneinheit 7 an der Bodenplatte 5 über die entsprechenden Bodenplatten-Pins 23 befestigt. Beispielsweise ist die fokussierende Elektrode 17 mit vier Bodenplatten-Pins 23 verbunden, die an den Ecken der quadratischen Bodenplatte 5 angeordnet sind. Die Bodenplatten-Pins 23 sind mit einer elektrischen Quelle (nicht dargestellt) verbunden, so daß die fokussierende Elektrodenplatte 17, die Dynodeneinheit 10 und die Anodeneinheit 7 mit vorgegebenen elektrischen Spannungen versorgt werden. Die fokussierende Elektrodenplatte 17, die Dynodeneinheit 10 und die Anodeneinheit 7 werden mit den vorgegebenen elektrischen Spannungen versorgt, so daß die fokussierende Elektrodenplatte 17, die Dynodeneinheit 10 und die Anodeneinheit 7 in Richtung der Anodeneinheit 7 schrittweise ansteigende Potentiale aufweisen. Die Dynodenplatten 11 der entsprechenden Stufen in der Dynodeneinheit 10 werden mit vorgegebenen Spannungen versorgt, so daß die Dynoden der jeweiligen Stufen in Richtung der Anodeneinheit 7 schrittweise ansteigende Potentiale aufweisen.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Bodenplatte 5 und die vier Pins 23, die die fokussierende Elektrodenplatte 17 unterstützen, von der elektrischen Quelle (nicht dargestellt) auf das gleiche elektrische Potential gebracht werden. Wenn die Anordnung 27 in der Ummantelung 100 montiert wird, wird die Bodenplatte 5 elektrisch mit der Seitenwand 2 verbunden. Die Seitenwand 2 ist mit der Photokathode 4 elektrisch verbunden. Dementsprechend ist die Photokathode 4 elektrisch mit der fokussierenden Elektrodenplatte 17 verbunden, wenn die Anordnung 27 in der Ummantelung 100 montiert ist. Daher haben die Photokathode 4 und die fokussierende Elektrodenplatte 17 das gleiche elektrische Potential.
Die Elektronenvervielfacheranordnung 27 wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Die Dynodenplatten 11 jeder Stufe in der Dynodeneinheit 10 sind elektrisch leitfähig und haben eine obere und eine untere Fläche. Die Platte 11 ist mit einer Vielzahl, in diesem Beispiel 16, durch Ätzen oder auf andere Weise hergestellten Durchgangslöchern 13 ausgebildet. Jedes Durchgangsloch 13 weist eine lange, rechteckige Form auf. Die Durchgangslöcher 13 sind in einer eindimensionalen Matrix entlang einer vorherbestimmten Richtung D angeordnet. Das heißt, wie in 2 dargestellt, daß die Durchgangslöcher vom eins bis sechzehnten 13₁ bis 13₁₆ entlang der Richtung D angeordnet sind.
Die innere Fläche jedes Durchgangslochs 13 (13_i , wobei 1 ≤ i ≤ 16) ist gebogen und verjüngt sich wie in 3 dargestellt. Folglich ist die innere Fläche des Durchgangslochs 13 gegenüber einer Einfallsrichtung in welcher Elektronen in das Durchgangsloch 13 der Photokathode 4 gelangen, geneigt. Die gebogene und geneigte innere Fläche des Durchgangslochs 13 ist mit einer Sekundärelektronen emittierenden Schicht versehen, die aus einem Sekundärelektronen emittierendem Material, wie z.B. Antimon (Sb) und Alkalimetall, besteht. Wenn Elektronen in das Durchgangsloch 13 gelangen und auf die innere Fläche des Durchgangslochs 13 auftreffen, werden von der inneren Fläche Sekundärelektronen emittiert.
In der Dynodeneinheit 10 liegt jede Dynodenplatte 11 in einer Weise auf der benachbarten unteren Dynodenplatte 11, daß von der geneigten inneren Fläche jedes Durchgangslochs 13i an jeder Dynodenplatte 11 emittierte Sekundärelektronen genau in das zugehörige Durchgangsloch 13i der benachbarten unteren Dynodenplatte 11 gelangen (wobei 1 ≤ i ≤ 16). Daher ist jedes Durchgangsloch 13i jeder Dynodenplatte 11 in einer Position angeordnet, die die von dem zugehörigen Durchgangsloch 13i an der Dynodenplatte 11 der oberen benachbarten Stufe emittierte Sekundärelektronen erreichen können.
Mit der oben beschriebenen Struktur der Dynodeneinheit 10 werden durch die Durchgangslöcher von eins bis sechzehn 13₁ bis 13₁₆ in der fortlaufend über einander geschichteten Dynodenplatte 11 sechzehn Kanäle gebildet. Einfallende Elektronen können durch jeden der sechzehn Kanäle vervielfacht werden. Das heißt, wenn Elektronen an einem Durchgangsloch 13 auf der Dynodenplatte erster Stufe 11 einfallen, treffen die Elektronen auf die geneigtgebogene innere Fläche des Durchgangslochs 13. Von der Sekundärelektronen emitierenden Schicht auf der geneigten Fläche werden Sekundärelektronen emittiert. Die Sekundärelektronen werden dann durch ein von einer Potentialdifferenz zwischen der Dynodenplatte erster Stufe 11a und der Dynodenplatte zweiter Stufe 11c gebildetes elektrisches Feld geleitet, treffen auf die Dynodenplatte zweiter Stufe 11c auf und werden dort erneut in der gleichen Weise vervielfacht. Daher wird der Fluß einfallender Elektronen durch einen der sechzehn Kanäle durch Sekundärelektronenemission vervielfacht.
Die Form der inneren Flächen der Durchgangslöcher 13 in jeder Dynodenplatte 11 ist in dem US-Patent Nr. 5,410,211 offenbart.
Wie in 2 gezeigt, weist jede Dynodenplatte 11 an ihren vier Seiten Kantenabschnitte 15 auf. Durch keine der Kanten 15 ist ein Durchgangsloch ausgebildet. Die obere und untere Fläche jedes Kantenabschnitts 15 sind nicht mit einer Sekundärelektronen emittierenden Substanz beschichtet. Zum Beispiel weist jeder Kantenabschnitt 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a eine obere Fläche auf, die der fokussierenden Elektrodenplatte 17 gegenüber liegt. Diese Fläche erstreckt sich horizontal und parallel zu der fokussierenden Elektrodenplatte 17.
Wie in 1 dargestellt, weist die Photokathode 4 in ihrem zentralen Bereich eine effektive Fläche 4a auf. Die effektive Fläche 4a ist entsprechend den sechzehn Kanälen der Dynodeneinheit 10 angeordnet. Die Photokathode 4 weist auch eine ineffektive Fläche 4b auf, die die effektive Fläche 4a umgibt. Die ineffektive Fläche 4b ist entsprechend den vier Kantenabschnitten 15 der Dynodenplatte 11a angeordnet. Wenn Licht auf die Photokathode 4 trifft, wird die Photokathode 4 nicht nur in der effektiven Fläche 4a sondern auch in der ineffektiven Fläche 4b Photoelektronen emittieren. Es wird darauf hingewiesen, daß von der effektiven Fläche 4a emittierte Photoelektronen durch die entsprechenden Kanäle in der Dynodeneinheit 10 korrekt vervielfacht werden sollten. Von der ineffektiven Fläche 4b emittiere Photoelektronen sollten jedoch nicht durch einen der sechzehn Kanäle vervielfacht werden.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist die fokussierende Elektrodenplatte 17 oberhalb der Dynodeneinheit 10 und knapp unterhalb der Photokathode 4 angeordnet. Die fokussierende Elektrodenplatte 17 weist einen Rahmen 21 auf, der das von sechzehn Schlitzöffnungen 18 gebildete Fokussierungsteil 20 umgibt. Die sechzehn Schlitzöffnungen 18 sind in einer eindimensionalen Matrix entlang der Richtung D angeordnet. Das heißt, die Öffnungen eins bis sechzehn 18₁ bis 18₁₆ sind in der gleichen Richtung D angeordnet, in der die Kanäle 13₁ bis 13₁₆ in der Dynodeneinheit 10 angeordnet sind. Wie in 3 gezeigt, ist das Fokussierungsteil 20, d.h. die sechzehn Schlitzöffnungen 18, knapp unterhalb der effektiven Fläche 4a der Photokathode 4 angeordnet. Das Fokussierungsteil 22 dient zum Fokussieren der von der effektiven Fläche 4a emittierten Photoelektronen und zum Führen der aufgefangenen Photoelektronen in einen der sechzehn Kanäle 13₁ bis 13₁₆ der Dynodeneinheit 10.
Wie in 2 dargestellt, ist ein Paar Dummy-Schlitzöffnungen 22 an gegenüberliegenden Seiten entlang der Richtung D durch den Rahmen 21 ausgebildet, so daß insgesamt 18 Schlitzöffnungen entlang der Richtung D angeordnet sind. Die Dummy-Schlitzöffnungen 22 sind knapp unterhalb der ineffektiven Fläche 4b der Photokathode 4 und knapp oberhalb zweier entgegengesetzter Kantenabschnitte 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a entlang der Richtung D angeordnet. Eine der beiden gegenüberliegenden Dummy-Öffnungen 22 ist in 3 dargestellt.
Alle achtzehn Öffnungen 18 und 22 sind voneinander durch siebzehn Elektrodenstreifen 19, die von dem Rahmen 21 unterstützt werden, getrennt. Die siebzehn Elektrodenstreifen 19 sind in einer eindimensionalen Matrix entlang der vorherbestimmten Richtung D angeordnet, d.h., in der Richtung in der auch die sechzehn Kanal-Durchgangslöcher 13₁ bis 13₁₆ in den Dynodenplatten 11 jeder Stufe angeordnet sind.
Jede Schlitzöffnung 18 ist daher zwischen einem Paar benachbarter Elektrodenstreifen 19 ausgebildet. Jede Schlitzöffnung 18i (wobei 1 ≤ i ≤ 16) definiert einen Kanal, der gegenüber eines zugehörigen Kanal-Durchgangslochs 13i (wobei 1 ≤ i ≤ 6) der Dynodeneinheit 10 angeordnet ist. Ein Paar benachbarter Elektrodenstreifen 19, jeweils eine Schlitzöffnung 18 zwischen sich einschließend, dient zur elektrischen Führung von Elektronen, die in die jeweilige Schlitzöffnung 18 eingefallen sind, in ein zugehöriges Durch gangsloch 13 in der Dynodenplatte erster Stufe 11. Das heißt, ein Paar benachbarter Elektrodenstreifen 19, jeweils eine Kanal-Öffnung 18 zwischen den Streifen beschreibend, dient zur Führung von Photoelektronen von der effektiven Fläche 4a der Photokathode zu einem zugehörigen Kanal-Durchgangsloch 13 der Dynodeneinheit 10.
Im Gegensatz dazu ist jede Dummy-Schlitzöffnung 22 zwischen einem Elektrodenstreifen 19 und einem verbleibenden Kantenabschnitt 21e des Rahmens 21 ausgebildet. Jede Dummy-Schlitzöffnung 22 ist gegenüber einer oberen Fläche einer entsprechenden Kante 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a angeordnet. Deshalb dienen die Rahmenkante 21e und ein benachbarter Elektrodenstreifen 19, die zwischen sich jeweils eine Dummy-Schlitzöffnung 22 einschließen, zur elektrischen Führung von Elektronen, die auf die jeweilige Dummy-Schlitzöffnung 22 auftreffen, zu dem zugehörigen Kantenabschnitt 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11. Daher dienen die Rahmenkante 21e und der benachbarte Elektrodenstreifen 19, die jeweils eine Dummy-Schlitzöffnung 22 zwischen sich einschließen, zur Führung von Photoelektronen von der ineffektiven Fläche 4b der Photokathode zu der oberen Fläche des zugehörigen Kantenabschnitts 15 der Dynode erster Stufe 11a.
Die Anodeneinheit 7 ist unterhalb der Dynodenplatte letzter (achter) Stufe 11b der Dynodeneinheit 10 angeordnet. Die Anodeneinheit 7 ist aus 16 länglichen Anodenstreifen 9 aufgebaut, die elektrisch voneinander isoliert sind. Die Anodenstreifen 9 sind in einer eindimensionalen Matrix entlang der Richtung D angeordnet. Das heißt, die Anoden eins bis sechzehn 9₁ bis 9₁₆ sind entlang der gleichen Richtung D angeordnet, in der auch die Kanäle 13₁ bis 13₁₆ angeordnet sind. Jede Anode 9i (1 ≤ i ≤ 16) ist gegenüber eines zugehörigen Kanals 13i (1 ≤ i ≤ 16) der Dynodenplatte letzter (achter) Stufe 11b angeordnet. Jede Anode 9i (1 ≤ i ≤ 16) kann daher Elektronen aufnehmen, die von dem zugehörigen Kanal 13i (1 ≤ i ≤ 16) der Dynodenplatte letzter (achter) Stufe 11b vervielfacht und emittiert worden sind. Deshalb kann die Lichtintensität von den sechzehn Anoden 9 positionsabhängig detektiert werden. Das heißt, die Photoelektronenvervielfacherröhre 1 kann die Position, in der Licht auf die Stirnplatte 3 aufgetroffen ist, bestimmen, indem festgestellt wird, welcher Anschluß 23 von den Anoden 9 den größten Strom produziert. Weil der Strom von den Anschlüssen 23 in Abhängigkeit von der Menge des eingefallenen Lichts variiert, wird der Anschluß 23, der den stärksten Strom ausgibt, derjenige direkt unterhalb der Position sein, auf die das Licht auf die Photoelektronenvervielfacherröhre 1 aufgetroffen ist.
Das heißt, bei der Photoelektronenvervielfacherröhre 1 weist die fokussierende Eletrodenplatte 17 ein Fokussierungsteil 20 zur Fokussierung einfallender Elektronen und einen Rahmen 21 auf, der das Fokussierungsteil 20 umgibt. Das Fokussierungsteil 20 weist eine Vielzahl von Schlitzöffnungen 18 auf. Die Dynodeneinheit 10 ist aus einer Vielzahl von Dynodenplatten 11 aufgebaut, die aufeinander laminiert sind. Jede Dynodenplatte 11 weist eine Vielzahl von Elektronendurchgangslöchern 13 auf, die gegenüber der Vielzahl von Schlitzöffnungen 18 angeordnet sind. Die Vielzahl der Anoden 9 ist zur Aufnahme von Elektronen vorgesehen, die von den jeweiligen Durchgangslöchern 13 der Dynodeneinheit 10 emittiert worden sind. Der Rahmen 21 weist Dummy-Öffnungen 22 auf, die gegenüber von den Kanten 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a in der Dynodeneinheit 10 angeordnet sind.
Während der Fertigung der Photoelektronenvervielfacherröhre 1 mit den oben beschriebenen Strukturen wird die Stirnplatte 3, deren innere Fläche mit Antimon (Sb) beschichtet ist, dichtend an einem oberen offenen Ende der quadratisch-zylindrischen Seitenwand 2 befestigt. Dann wird die Elektronenvervielfacheranordnung 27 durch die Bodenplattenanschlüsse 23 elektrisch mit der Bodenplatte 5 verbunden. Eine innere Fläche jedes Durchgangslochs 13 in jeder Dynodenplatte 13 ist bereits mit Antimon (Sb) beschichtet worden. Dann wird die Vervielfacheranordnung 27 und die Bodenplatte 5 durch das untere offene Ende in die quadratisch-zylindrische Seitenwand 2 eingesetzt. Dann wird die Bodenplatte 5 dichtend mit dem unteren offenen Ende der Seitenwand 2 verbunden. Anschließend wird das Rohr 6 mit einem Absaugsystem verbunden, beispielsweise mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt), um eine Verbindung zwischen dem Inneren der Photoelektronenvervielfacherröhre 1 und dem Absaugsystem herzustellen. Das Absaugsystem evakuiert die Ummantelung 100 über das Rohr 6. Nachfolgend wird Alkalimetall-Dampf durch das Rohr 6 in die Ummantelung 100 eingeleitet. Das Alkalimetall wird mit dem Antimon auf der Stirnplatte 3 aktiviert und bildet so die Photokathode 4. Das Alkalimetall wird ebenfalls mit dem Antimon auf der inneren Seite jedes Durchgangslochs 13 aktiviert, um die Sekundärelektronen emittierenden Schicht zu bilden. Nach Fertigstellung der Produktion der Photoelektronenvervielfacherröhre 1 wird das Rohr 6 nicht länger benötigt, deshalb wird es in einem letzten Schritt der Herstellung der Photoelektronenvervielfacherröhre 1 durch eine abschnürende Versiegelung oder ähnliches abgetrennt.
Die Herstellungsmethode ist im Detail in dem US-Patent Nr. 5,504,386 beschrieben.
Mit den oben beschriebenen Strukturen arbeitet die Photoelektronenvervielfacherröhre 1 wie nachfolgend beschrieben.
Die fokussierende Elektrode 17, die Dynodeneinheit 10 und die Anode 7 werden über die Pins 23 mit vorgegebenen elektrischen Spannungen versorgt. Wenn Licht durch die Stirnplatte 3 auf die Photokathode 4 trifft, erzeugt die Photokathode 4 Photoelektronen. Genauer ist es so, daß wenn Licht auf eine effektive Fläche 4a an einer bestimmten Position fällt, die effektive Fläche 4a an dieser Position Photoelektronen erzeugt, welche dann durch einen Elektronenlinseneffekt, der durch ein Paar benachbarter Elektrodenstreifen 19 und 19 erzeugt wird, die unterhalb des Bereichs, in dem das Licht aufgetroffen ist, angeordnet sind. Im Ergebnis werden die Elektronen zusammenlaufend auf eine erwünschte innere Fläche eines Durchgangslochs 13 der Dynodenplatte erster Stufe 11a geschleudert, wie in 3 durch einen strichpunktierten Pfeil angedeutet. Die Photoelektronen gelangen daher in ein Durchgangsloch 13 der Dynode erster Stufe 11a, und werden dann in den mehreren Stufen der nachfolgenden Dynoden vervielfacht. Die Elektronen werden dann vom Durchgangsloch 13 der Dynode letzter Stufe 11b emittiert und von der zugehörigen Anode 9 detektiert.
Es werden also die von der effektiven Fläche 4a der Photoelektrode generierten Photoelektronen durch eine der sechzehn Kanalöffnungen 18₁ bis 18₁₆ fokussiert und dann genau in den zugehörigen Kanal 13i (1 ≤ i ≤ 16) der Dyn odeneinheit 10 geleitet. Die Photoelektronen werden dann in dem betreffenden Kanal 13i (1 ≤ i ≤ 16) kaskadenartig vervielfacht und von der Anode 9i (1 ≤ i ≤ 16) an dem selben Kanal detektiert.
Insbesondere ist nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede der sechzehn Kanalöffnungen 18₁ bis 18₁₆ zwischen einem entsprechenden Paar benachbarter Elektrodenstreifen 19 und 19 angeordnet. Deshalb wird ein gleich starker Elektronenlinseneffekt in jeder Schlitzöffnung 18i (1 ≤ i ≤ 16) erzeugt. Von jedem der sechzehn Bereiche in der effektiven Fläche 4a erzeugte Photoelektronen, wobei die sechzehn Regionen oberhalb der sechzehn Kanalöffnungen 18₁ bis 18₁₆ angeordnet sind, werden daher von einer zugehörigen Schlitzöffnung von den sechzehn Schlitzöffnungen 18₁ bis 18₁₆ korrekt fokussiert und zu dem entsprechenden der sechzehn Kanaldurchgangslöcher 13₁ bis 13₁₆ geleitet und dort vervielfacht. Dementsprechend kann ein Übersprechen zwischen den jeweiligen sechzehn Kanal-Bereichen in der effektiven Fläche 4a der Photokathode unterdrückt werden. Daher kann ein Übersprechen zwischen den sechzehn Anoden 9₁ bis 9₁₆ unterdrückt werden. Wenn Licht mit gleichmäßiger Intensität auf die gesamte effektive Fläche 4a auftrifft, werden alle Anoden 9₁ bis 9₁₆ richtigerweise Ausgangssignale der selben Größe ausgeben. Die Gleichmäßigkeit über die Kanäle wird verbessert.
Wenn das Licht andererseits auf die ineffektive Fläche 4b auftrifft, erzeugt die ineffektive Fläche 4b Photoelektronen. Die Photoelektronen werden dann durch einen Elektronenlinseneffekt fokussiert, der in einer unterhalb des Bereichs, in dem das Licht auftrifft, angeordneten Dummy-Öffnung 22 erzeugt wird. Der Elektronenlinseneffekt wird durch die elektrischen Potentiale der Rahmenkante 21e und eines Elektrodenstreifens 19 hervorgerufen, der benachbart zu der Rahmenkante 21e angeordnet ist. Daraus folgt, daß die Photoelektronen zusammenlaufend auf die obere Fläche des Kantenabschnitts 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a geschleudert werden, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 3 angedeutet. Die Photoelektronen gelangen daher zu dem Kantenabschnitt 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a und werden dort eingefangen. Das heißt, die Photoelektronen werden von dem Kantenabschnitt 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a eingefangen und der elektrischen Energiequelle (nicht dargestellt) über den zugehörigen Pin 23 zur Verfügung gestellt.
Die von der ineffektiven Fläche 4b der Photokathode erzeugten Photoelektronen werden daher von der Dummy-Schlitzöffnung 22, die unterhalb der Erzeugungsposition der Photoelektronen angeordnet ist, fokussiert. Die Photoelektronen werden durch die Dummy-Öffnung 22 zu dem Kantenabschnitt 15 der Dynodenplatte erster Stufe 11a geleitet. Dementsprechend werden die Photoelektronen nicht durch das Fokussierungsteil 20 in eines der Durchgangslöcher 13 gelangen. Die Photoelektronen werden von keiner der Anoden 9 detektiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß in der ineffektiven Fläche 4b erzeugte Photoelektronen weitgehend durch die elektrischen Potentiale des Rahmens 21 abgelenkt werden und in die Schlitzöffnung 18, die am dichtesten an dem Rahmen 21 angeordnet ist, gelangen, wenn die Dummy-Schlitzöffnungen 22 nicht an dem Rahmen 21 ausgebildet sind, wie in 4 dargestellt. Es wird nun davon ausgegangen, daß Photoelektronen in der ineffektiven Fläche 4b am dichtesten an der ersten Kanalöffnung 18₁ erzeugt werden, wie in 4 dargestellt. In diesem Fall werden die Photoelektronen von dem Rahmen 21 zu der ersten Kanalöffnung 18₁ abgelenkt, wie durch die durchgezogenen Pfeile in der Figur angedeutet. Dementsprechend werden die ersten Kanalöffnungen 18₁ Photoelektronen nicht nur aus einem zugehörigen Bereich in der effektiven Fläche 4a aufnehmen, sondern auch aus der ineffektiven Fläche 4b. Die Anode 9₁ des ersten Kanals wird Photoelektronen sowohl aus dem zugehörigen Bereich der effektiven Fläche 4a als auch aus der ineffektiven Fläche 4b detektieren. Die Anode 9₁ des ersten Kanals wird daher kein Signal ausgeben, das korrekten Aufschluß über die Intensität des auf den zugehörigen Bereich der Photokathode 4a auftreffenden Lichts gibt.
Zusätzlich ist die Schlitzöffnung 18₁ des ersten Kanals in diesem Fall zwischen dem Elektrodenstreifen 19 und dem Rahmen 21 ausgebildet, wie in 4 gezeigt. Der Rahmen 21 hat eine recht große Fläche im Vergleich zu derjenigen jedes Elektrodenstreifens 19. Dementsprechend wird das in einem Bereich zwischen dem Rahmen 21 und dem Elektrodenstreifen 19 erzeugte elektrische Feld weitgehend gestört im Vergleich zu dem zwischen zwei Elektrodenstreifen erzeugten elektrischen Feld. Ein angemessener Elektronenlinseneffekt bildet sich in der Schlitzöffnung 18₁ des ersten Kanals nicht aus. Die Schlitzöffnung 18₁ versagt daher bei der korrekten Fokussierung der in dem zugehörigen Bereich der effektiven Fläche 4a erzeugten Photoelektronen in das Durchgangsloch 13₁ . Dementsprechend geht die Anode 9₁ an dem ersten Kanal darin fehl, ein Signal auszugeben, das korrekten Aufschluß über die Lichtintensität in dem zugehörigen Abschnitt gibt. Selbst wenn das Licht mit gleichförmiger Intensität auf die gesamte effektive Fläche 4a auftrifft, wird die Anode 9₁ des ersten Kanals keine Signale ausgeben, die die gleiche Größe wie die der verbleibenden Anoden 9₂ bis 9₁₆ haben. Gleichmäßigkeit über die Kanäle wird nicht erreicht. Es kommt zu einem Übersprechen zwischen der ersten Anode und anderen, der ersten Anode benachbarten Anoden. Die gleichen, vorstehend beschriebenen Nachteile werden auch bei dem sechzehnten Kanal auftreten.
Als nächstes wird beschrieben, wie der Elektronenvervielfacher des vorliegenden Ausführungsbeispiels Vorteile erzielt.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Richtung D, in der die Schlitzöffnungen 18 in der fokussierenden Elektrode 17 angeordnet sind. Wie aus der Figur ersichtlich, gleicht die Dicke der Rahmenkante 21e derjenigen der Elektrodenstreifen 19. Jede Schlitzöffnung 18 hat eine Breite A entlang der Richtung D, während die Dummy-Schlitzöffnungen 22 eine Breite B ebenfalls entlang der Richtung D aufweisen. Beispielsweise beträgt die Breite A 0,82 mm, und jeder Streifen 19 hat eine Breite von 0,18 mm.
Die 6a bis 6e zeigen Ergebnisse einer Computersimulation, die für eine Fläche R der Photokathode 4 erhalten worden sind. Wie in 5 dargestellt, ist diese Fläche R so definiert, daß sie Elektronen sowohl für die Dummy-Schlitzöffnung 22 als auch für die erste Kanalschlitzöffnung 18i, die der Dummy-Schlitzöffnung 22 benachbart ist, zur Verfügung stellt. Diese Fläche R besteht aus zwei Flächen R1 und R2 die voneinander durch eine Grenzlinie L getrennt sind. Die Fläche R1 befindet sich in der Figur auf der linken Seite der Grenzlinie L und liegt innerhalb der ineffektiven Fläche 4b. Die Fläche R2 ist auf der rechten Seite der Grenzlinie L in der Figur angeordnet und befindet sich innerhalb der effektiven Fläche 4a. Von der Fläche R1 emittierte Photoelektronen sollten von keiner der Anoden 9 detektiert werden. Von der Fläche R2 imitierte Photoelektronen sollten von der ersten Anode 9₁ detektiert werden, die entsprechend der Schlitzöffnung 18₁ des ersten Kanals angeordnet ist.
Jede der 6a bis 6e zeigt Verteilungen der relativen Anzahl von Photoelektronen, die nach der Berechnung in der ersten Kanalanode 9₁ detektiert. werden, wenn Photoelektronen aus mehreren Punkten in der Fläche R der Photokathode 4 zugeführt werden. Die verschiedenen Punkte sind entlang einer Linie angeordnet, die sich von der ineffektiven Fläche 4b zu der effektiven Fläche 4a in der Richtung D erstreckt.
Die 6a bis 6e sind Ergebnisse, die für verschiedene Werte der Breite B der Dummy-Schlitzöffnung 22 erhalten worden sind. In jedem Diagramm bezeichnet eine horizontale Achse eine Ursprungsposition der von der Photokathode 4 emittierten Photoelektronen und eine senkrechte Achse bezeichnet die relative Anzahl der Photoelektronen, die der Berechnung zufolge die erste Kanalanode 9₁ erreicht. In der horizontalen Achse bezeichnet das Bezugszeichen L die Grenzlinie L zwischen der effektiven Fläche 4a (R2) und der ineffektiven Fläche 4b (R1) an der Photokathode 4. Jedes Diagramm zeigt deshalb in einem Abschnitt links von dem Bezugszeichen L das Ausmaß, in dem von der ineffektiven Fläche R1 emittierte Photoelektronen fälschlicherweise in die erste Kanalöffnung 18₁ gelangen und von der ersten Anode 9₁ detektiert werden. Andererseits zeigt jedes Diagramm in einem Abschnitt rechts von dem Bezugszeichen L das Ausmaß, in dem von der effektiven Fläche R2 emittierte Photoelektronen ordnungsgemäß in die erste Kanalöffnung 18₁ gelangen und von der ersten Anode 9₁ detektiert werden.
6a zeigt den Fall, in dem die Breite B der Dummy-Schlitzöffnung 22 die Gleichung B = 0,0 A erfüllt, daß heißt, daß keine Dummy-Schlitzöffnung 22 ausgebildet ist, wie in 4 dargestellt. In diesem Fall wird ein Teil der von der ineffektiven Fläche R1 emitierten Photoelektronen von dem elektrischen Feld abgelenkt, das in dem Bereich um den Rahmen 21 herum ausgebildet ist und wird dementsprechend zu der ersten Kanalöffnung 18₁ geleitet. Diese Photoelektronen werden bei der ersten Kanalanode 9₁ detektiert. Dementsprechend taucht in 6a ein hoher Peak in der Verteilung der Photoelektronen in einer Fläche links von der Bezugsposition L auf. Dieser Peak wird nachfolgend als „Ghost Peak P" bezeichnet. Dieser Ghost Peak P wird durch aus der ineffektiven Fläche R1 der Photokathode stammende Photoelektronen erzeugt und sollte daher unterdrückt werden.
Es wird ergänzend darauf hingewiesen, daß die Gesamtanzahl der Photoelektronen, die in dem Abschnitt rechts von dem Bezugszeichen L erhalten wird, in der 6a gering ist. Mit anderen Worten ist die Gesamtanzahl der ursprünglich von der effektiven Fläche R2 emittierten Photoelektronen, die korrekt an der ersten Anode 9₁ detektiert werden, klein. Das liegt daran, daß die erste Kanalöffnung 18₁ zwischen dem Rahmen 21 und dem Elektrodenstreifen 19 ausgebildet ist, wie in 4 dargestellt. Ein korrekter Elektronenlinseneffekt wird in der ersten Kanalöffnung 18₁ im Vergleich zu dem Fall, in dem die Schlitzöffnung zwischen 18₁ einem Paar von Elektrodenstreifen 19 ausgebildet ist, wie in 3 dargestellt, nicht erzeugt. Dementsprechend werden Elektronen aus dem Bereich R2 ungenügend gebündelt, um zu dem ersten Kanaldurchgangsloch 13₁ geführt zu werden. Einige der Photoelektronen werden zu anderen, der ersten Kanalöffnung 18₁ benachbarten Schlitzöffnungen 18 geleitet. Selbst wenn Licht mit gleichförmiger Intensität auf die gesamte effektive Fläche 4a auftrifft, wird die erste Kanalanode keine Signale der gleichen Größe wie die der verbleibenden Anoden 9 ausgeben. Die Gleichförmigkeit über die Kanäle wird verschlechtert. Es kommt zu einem Übersprechen zwischen dem ersten Kanal und anderen benachbarten Kanälen.
Im Gegensatz dazu verkleinert sich der Ghost Peak P, wenn die Dummy-Schlitzöffnung 22 eine bestimmte Breite B aufweist, wie in den 6b bis 6e dargestellt. Die Gesamtanzahl der Photoelektronen, die in dem rechts von dem Bezugszeichen L gelegenen Abschnitt erhalten werden, nimmt zu. Wie aus den 6b bis 6d ersichtlich, nimmt der Ghost Peak P schrittweise ab, wenn das Verhältnis B/A zunimmt. Schließlich verschwindet der Ghost Peak, wenn das Verhältnis B/A ansteigt und einen Wert von 0,6 annimmt, wie in 6e dargestellt. Dementsprechend werden keine Photoelektronen von der ineffektiven Fläche R1 von der Anode 9₁ des ersten Kanals detektiert. In entsprechender Weise nimmt die Gesamtanzahl der Photoelektronen, die in dem Abschnitt rechts von dem Bezugszeichen L erhalten werden, schrittweise mit dem Verhältnis B/A zu. Nahezu alle von der effektiven Fläche R2 emittierten Photoelektronen werden korrekt von der Anode 9₁ des ersten Kanals detektiert. Dementsprechend kann die Schlitzöff nung 18₁ des ersten Kanals von dem zugehörigen Abschnitt der Photokathode 4 korrekt zu der zugehörigen Anode 9₁ führen, in einem Ausmaß, das dem der verbleibenden Schlitzöffnungen 18₂ bis 18 ₁₆ gleicht. Wenn Licht mit gleichmäßiger Intensität auf die gesamte effektive Fläche 4a auftrifft, kann die Anode 9₁ Signale mit fast der gleichen Größe ausgeben, wie die anderen verbleibenden Anoden 9₂ bis 9 ₁₆ . Übersprechen zwischen der ersten Anode und weiteren benachbarten Anoden kann unterdrückt werden.
Es ist aus den vorstehend beschriebenen Ergebnissen der Computersimulation ersichtlich, daß die Breite B der Dummy-Schlitzöffnung 22 vorzugsweise so gewählt wird, daß die Ungleichung B ≥ 0,6A erfüllt wird. In diesem Fall werden nahezu alle aus der ineffektiven Fläche 4b stammenden Photoelektronen in die Dummy-Schlitzöffnung 22 fokussiert und folglich von dem Kantenabschnitt 15 der Dynode erster Stufe 11a eingefangen. In der Schlitzöffnung 18₁ wird in Folge der elektrischen Potentiale an dem Paar der Elektrodenstreifen 19, die die Schlitzöffnung 18₁ zwischen sich einschließen, ordnungsgemäß ein Elektronenlinseneffekt erzeugt. Nahezu alle Photoelektronen, die aus dem zu dem ersten Kanal gehörigen Bereich R2 stammen, werden in das Durchgangsloch 13₁ des ersten Kanals fokussiert und anschließend schrittweise vervielfacht, bevor sie von der Anode 9₁ des ersten Kanals detektiert werden.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 7 bis 8c beschrieben.
Wie in 7 dargestellt, ist die Rahmenkante 21e bei der fokussierenden Elektrodenplatte 17 des zweiten Ausführungsbeispiels dicker ausgeführt als die Elektrodenstreifen 19 in dem Fokussierungsteil 20. Abgesehen von diesem Punkt ist die Photoelektronenvervielfacherröhre 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels. Ein in 7 dargestellter Abschnitt S dient als interne Kante des Rahmens 21, wenn der Rahmen 21 keine Dummy-Öffnung 22 aufweist. Der Abschnitt S dient auch als ein Elektrodenstreifen 19, der dem Rahmen 21 benachbart angeordnet ist, wenn eine Dummy-Öffnung 22 vorgesehen ist. Der Abschnitt S ist so gestaltet, daß er die gleiche Dicke aufweist, wie die verbleibenden Elektrodenstreifen 19.
Wenn der Rahmen 21 daher eine größere Dicke aufweist, als die Elektrodenstreifen 19, wird, wie in 8a dargestellt, immer noch ein kleiner Ghost Peak P detektiert, selbst wenn die Breite B der Dummy-Öffnung 22 so gewählt ist, daß die Gleichung B = 0,6A erfüllt wird. Wie in 8b dargestellt, wird der Ghost Peak P jedoch unterdrückt, wenn die Breite B so gewählt wird, daß die Gleichung B = 0,6A + 0,5C erfüllt wird, wobei C als Differenz zwischen der Dicke t1 der Elektrodenstreifen 19 und der Dicke t2 des Rahmens 21 definiert ist. Der Ghost Peak P verschwindet vollständig, denn B = 0,6A + 1,0C, wie in 8c dargestellt. Es ist daher ersichtlich, daß die Breite B der Dummy-Öffnung 22 vorzugsweise die Ungleichung B ≥ 0,6A + 1,0C erfüllt. Wenn die Breite B diese Ungleichung erfüllt, werden in der ineffektiven Fläche 4b erzeugte Photoelektronen korrekt durch die Dummy-Öffnung 22 auf die Kante 15 der Dynode erster Stufe 11a fokussiert und dort eingefangen. Nahezu alle Photoelektronen, die von der zugehörigen Fläche R2 des ersten Kanals emittiert werden, können korrekt durch die erste Öffnung 19₁ zum ersten Kanal fokussiert und bei der ersten Anode 9₁ detektiert werden. Übersprechen zwischen dem ersten Kanal und anderen benachbarten Kanälen kann unterdrückt werden. Die Gleichförmigkeit über die jeweiligen Kanäle kann verbessert werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Dummy-Öffnungen 22 entlang der Richtung D, in der die Schlitzöffnungen 18 angeordnet sind, an gegenüberliegenden Positionen an dem Rahmen 21 ausgebildet. Die Dummy-Öffnungen 22 können jedoch auch wie in 9 gezeigt an gegenüberliegenden Seiten an dem Rahmen 21 vorgesehen sein entlang einer Richtung D', die orthogonal zu der Richtung D definiert ist. In dieser Weise vorgesehene Dummy-Öffnungen 22 liegen den anderen beiden Kantenabschnitten 15 der ersten Dynodenplatte 11a gegenüber. Die Dummy-Öffnungen 22 können von gegenüberliegenden Endabschnitten der ineffektiven Fläche 4b entlang der Richtung D' emittierte Photoelektronen daran hindern, in eine der Schlitzöffnungen 18 zu gelangen. Es ist möglich, ein Übersprechen zwischen den entsprechenden Kanälen 18 zu unterdrücken.
Es wird darauf hingewiesen, daß vier Dummy-Öffnungen 22 an allen vier Seitenkanten der fokussierenden Elektrodenplatte 17 vorgesehen werden können. Es kann alternativ auch nur eine Dummy-Öffnung 22 an einer der vier Seiten des Rahmens 21 vorgesehen werden.
In den Ausführungsbeispielen sind die jeweiligen Kanäle, das heißt, die jeweiligen Schlitzöffnungen 18 und die jeweiligen Durchgangslöcher 13, linear entlang der Richtung D angeordnet. Die Kanäle können jedoch auch zweidimensional in einer Matrixanordnung angeordnet sein. In diesem Fall können die Dummy-Öffnungen 22 immer noch an dem Rahmen 21 vorgesehen sein, wie in 2 oder 9 gezeigt. Vier Dummy-Öffnungen 22 können an allen vier Seitenkanten der fokussierenden Elektrodenplatte 17 vorgesehen sein.
Die Elektronenvervielfacheranordnung 27 kann einfach als Elektronenvervielfacher verwendet werden, wenn die Elektronenvervielfacheranordnung 27 nicht mit einer Ummantelung 100 zusammengesetzt ist und in einer Vakuumkammer verwendet wird, obwohl dies nicht in den Zeichnungen dargestellt ist.
Die Elektronenvervielfacheranordnung 27 könnte auch in eine mit einer invertierenden Dynodenplatte ausgerüstete Bauart abgewandelt werden.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Elektronenvervielfacher nach der vorliegenden Erfindung mindestens eine Dummy-Öffnung an dem Rahmen vorgesehen, in einer der Kante der Dynodenplatte erster Stufe gegenüberliegenden Position. Elektronen, die auf den Rahmen auftreffen, werden durch die Dummy-Öffnung auf einen Kantenabschnitt der ersten Dynodenplatte fokussiert und dadurch eingefangen. Auf den Rahmen auftreffende Elektronen werden daher nicht durch einen der Kanäle der Dynodeneinheit vervielfacht und werden nicht von einer der Anoden erfaßt. Dementsprechend werden durch auf den Rahmen auftreffende Elektronen keine unerwünschten Signale erzeugt.

Claims

Ein Elektronenvervielfacher (27) mit den folgenden Merkmalen: • Ein Elektronenvervielfachungsteil (10), der aus einer Vielzahl aufeinander laminierter Dynodenplatten (11) aufgebaut ist; jede Dynodenplatte verfügt über eine Kante (15) und eine Vielzahl von Elektronenvervielfachungs-durchgangslöchern (13) zur Vervielfachung der einfallenden Elektronen; die Vielzahl der Dynodenplatten umfaßt eine Dynodenplatte erster Stufe (11a) zur Aufnahme der zu vervielfachenden Elektronen und eine letzte Stufe (11b) zur Ausgabe der vom Elektronenvervielfacherteil vervielfachten Elektronen, • eine Anodeneinheit (7) zur Aufnahme der von der Dynodenplatte der letzten Stufe (11b) des Elektronenvervielfacherteils ausgegebenen Elektronen, und • eine fokussierende Elektrodenplatte (17), die gegenüber der Dynodenplatte der ersten Stufe (11a) angeordnet ist und einen Fokussierungsteil (20) zur Fokussierung der einfallenden Elektronen sowie ein Rahmenteil (21) umfaßt, der den Fokussierungsteil umgibt; das Rahmenteil (21) trägt eine Vielzahl von Elektroden (19), der Fokussierungsteil (20) verfügt über eine Vielzahl von Kanalöffnungen (18), die jeweils durch ein Paar angrenzender Elektroden (19) gebildet werden und jeweils gegenüber von einem zugehörigen Elektronenvervielfachungsdurchgangsloch (13) der Dynodenplatte erster Stufe (11a) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (21) mit mindestens einer Dummy-Öffnung (22) versehen ist, die sich gegenüber der Kante (15) der Dynodenplatte erster Stufe (11a) befindet.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 1, bei dem die Vielzahl der Kanalöffnungen (18) in einer vorherbestimmten Richtung ausgerichtet ist.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 2, bei dem mindestens eine Dummy-Öffnung (22) in derselben Richtung wie die Kanalöffnungen (18) ausgerichtet ist.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 3, bei dem jede der Kanalöffnungen (18) eine Breite A in derjenigen Richtung aufweist, in der die Kanalöffnungen (18) und die mindestens eine Dummy-Öffnung (22) ausgerichtet sind und eine Dummy-Öffnung oder jede der Dummy-Öffnungen (22) in der genannten Richtung eine Breite aufweist, so dass die Breiten A und B die Ungleichung B > = 0,6A erfüllen.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 3, bei dem jede der Kanalöffnungen (18) eine Breite A aufweist, in derjenigen Richtung, in der die Kanalöffnungen (18) und die mindestens eine Dummy-Öffnung (22) ausgerichtet sind, die Dummy-Öffnung oder jede der Dummy-Öffnungen (22) in der genannten Richtung eine Breite B aufweist, der Rahmenanteil (21) eine Dicke aufweist, die größer ist als die der Vielzahl der Elektroden (19) und die Differenz C definiert als die Differenz zwischen der Dicke des Rahmenanteils (21) und der Dicke der Elektroden (19), so dass A, B und C die Ungleichung B > = 0,6A + 1,0C erfüllen.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 2, bei dem die mindestens eine Dummy-Öffnung (22) senkrecht zur Richtung der Kanalöffnungen (18) ausgerichtet ist.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anodeneinheit (7) eine Vielzahl von Anoden (9) beinhaltet, die jeweils die Elektronen, die aus einem zugehörigen Elektronenvervielfachungsdurchgangsloch (13) der Dynodenplatte der letzten Stufe (11a) ausgetreten sind, aufnimmt.
Ein Photoelektronenvervielfacher mit den folgenden Merkmalen: • Ein Elektronenvervielfacher (27) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, • eine abgedichtete Ummantelung (100) zum luftdichten Einschluß der fokussierenden Elektrodenplatte (17), des Elektronenvervielfacherteils (10) und der Anodeneinheit (7) des Elektronenvervielfachers (27) und • eine Photokathode (4), die mit der abgedichteten Ummantelung (100) derart kombiniert ist, dass sie eine Position gegenüber der fokussierenden Elektrodenplatte (17) einnimmt.
Ein Elektronenvervielfacher gemäß Anspruch 8, wobei die Photokathode (4) eine effektive Fläche (4a) gegenüber der Vielzahl der Kanalöffnungen (18) und eine ineffektive Fläche (4b) gegenüber des Rahmenteils (21) aufweist.