FR2855906A1 - Multiplicateur d'electrons multivoies a montage simplifie et tube photomultiplicateur equipe. - Google Patents

Abstract

Multiplicateur d'électrons (80) à plusieurs voies comportant:- un empilement d'une pluralité de dynodes communes à plusieurs voies, l'empilement comportant dans le sens de parcours des électrons, une première dynode, des dynodes intermédiaires, une avant dernière dynode (2) et une dernière dynode (11),une anode (3) constituée par plusieurs conducteurs (31, 33 ;35, 37; 41, 43 ; 45, 47; 49) électriquement isolés les uns des autres,caractérisé en ce que,les conducteurs d'anode (31, 33 ;35, 37; 41, 43 ; 45, 47; 49) sont situés à des niveaux d'éloignement de la première dynode (24) de l'empilement (22) de dynodes différents les uns des autres.

Description

MULTIPLICATEUR D'ELECTRONS MULTIVOIES A MONTAGE

SIMPLIFIE ET TUBE PHOTOMULTIPLICATEUR EQUIPE DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention est relative à un multiplicateur d'électrons à plusieurs voies présentant une structure mécanique plus simple que ceux de l'art antérieur. Elle concerne aussi un tube photo multiplicateur d'électrons à plusieurs voies incorporant un multiplicateur d'électrons à plusieurs voies selon l'invention.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Un tube photomultiplicateur à plusieurs voies comporte en général à l'intérieur d'un tube à 15 vide, une électrode sensible à la lumière, appelée photocathode, une optique électronique de répartition, un multiplicateur d'électrons à plusieurs voies pour multiplier les électrons émis par la cathode ce multiplicateur ayant une anode qui collecte les 20 électrons multipliés.

La photocathode émet des électrons sensiblement proportionnellement à l'intensité d'un flux lumineux reçu. La photocathode est en général formée sur une paroi interne dudit tube à vide.

L'optique électronique de répartition a pour fonction de répartir les électrons entre les différentes voies. De cette façon il existe une correspondance biunivoque entre les électrons provenant d'une partie de la cathode et la voie à laquelle ils 30 sont affectés et le long de laquelle ils sont SP 22952 GB multipliés. Elle a également en général une fonction de première multiplication des électrons de la cathode.

Dans ce cas elle constitue également une première dynode.

En aval de l'optique le tube comporte le multiplicateur d'électrons à plusieurs voies comprenant en général un empilement d'électrodes appelées dynodes.

Chaque électron incident sur une dynode produit plusieurs électrons secondaires. De ce fait le nombre 10 d'électrons correspondant à un électron initial émis par la cathode va en augmentant le long d'un parcours amont aval allant de la photocathode, à l'anode, à travers les dynodes successives. Chaque électrons incident sur une dynode va produire par exemple 4 15 électrons. Ainsi avec un tube photomultiplicateur comportant par exemple 10 dynodes, un électron émis par la photocathode se traduira par 410 électrons au niveau de l'anode. Ce gain, d'environ un million, dépend pour une bonne part des tensions appliquées sur les 20 différentes dynodes. Ces tensions vont en croissant en valeur algébrique de la cathode à l'anode. De la sorte les électrons se propagent de la cathode vers l'anode au travers des différentes dynodes. Les dynodes, à l'exception éventuelle de la première dynode, sont 25 communes à toutes les voies. Au niveau des dynodes la séparation des voies est réalisée de façon matérielle par le fait qu'il existe sur chacune des dynodes des zones inactives de séparation entre les zones actives.

Les zones actives sont constituées par des zones 30 pleines comportant des trous traversants. Les électrons incidents sur les zones pleines sont multipliés et les SP 22952 GB électrons multipliés passent au travers des trous vers la dynode suivante, ou vers l'anode après la dernière dynode. Les zones inactives correspondant aux limites entre voies sont des zones pleines. Chaque voie est ainsi indépendante des autres voies. Pour une bonne compréhension de la façon dont une dynode commune à toutes les voies peut néanmoins assurer une bonne séparation des voies grâce à la présence sur chaque dynode de zones actives séparées entre elles par des 10 zones inactives on pourra se reporter à la demande de brevet FR 2 733 629. Outre les explications sur les zones actives et les zones inactives de séparation, cette demande décrit un tube photomultiplicateur dans lequel le réglage du gain d'une voie est obtenu par la 15 mise en place entre deux plaques constituant chacune une demi dynode, d'une électrode de réglage munie de moyens de connexion pour l'application d'une tension ajustable. L'une des demis dynodes constitue une demi dynode focalisatrice, l'autre une demi dynode 20 multiplicatrice, formant ensemble avec l'électrode de réglage la dynode qui est commune aux différentes voies.

Enfin en aval de l'empilement de dynodes, le tube comporte une anode comportant autant de parties 25 électriquement isolées les unes des autres que de voies. Chaque partie d'anode récolte les électrons issues d'une voie. Le signal électronique fonction du flux lumineux reçu par chacune des parties de la cathode est le signal présent sur chacune des parties 30 d'anode. L'anode est placée en aval de la dernière dynode.

SP 22952 GB Le fonctionnement est le suivant: Les électrons provenant d'une partie de la cathode correspondant à une voie sont dirigés par l'optique d'entrée vers les parties de dynodes 5 correspondant à cette voie et sont multipliés à chacun des étages de dynodes. L'accumulation d'électrons provenant de cette multiplication est ensuite traitée sous forme d'un signal présent sur la partie d'anode correspondant à la voie.

La demande de brevet FR 2 712 427 décrit un tube photomultiplicateur comportant un multiplicateur d'électrons qui illustre bien l'art antérieur relatif à la présente demande.

La description et la figure 1 de cette 15 demande sont reprises ci-après.

Le tube photomultiplicateur 1 représenté schématiquement figure 1, est à deux voies 10 et 20.

Chacune des voies est symétrique de l'autre par rapport à un plan axial 12 du tube 1. Le tube 1 comporte une 20 enveloppe étanche 15 ayant une face frontale plane 16.

Une photocathode 17 est disposée sur une surface interne de la face frontale plane 16.

Dans le sens de parcours des électrons en provenance de la photocathode 17, le tube comporte: 25 - Une optique électronique d'entrée 4, - Un multiplicateur d'électron 80 constitué par un empilement 22 de dynodes et par - Une anode collectrice 3 en deux parties 26, 28, électriquement isolées l'une de l'autre - Des liaisons électriques non représentées constituées de façon connue par des fils conducteurs SP 22952 GB rigides, lient respectivement des électrodes de l'optique d'entrée 4, chacune des dynodes, et chacune des parties d'anodes à des broches 6, traversant l'enveloppe étanche 15 sur une face 18 située à l'opposé de la face 16, portant la cathode 17.

L'optique électronique 4 effectue le partage des photo-électrons en provenance des parties de la photocathode 17 situées de part et d'autre du plan de symétrie 12 en direction de chacune des voies 10, 20 de 10 multiplication du tube 1. L'optique électronique 4 est formée d'une électrode 30 comportant un fond plat quadrangulaire 32 parallèle à la face 16 du tube 1. Le fond plat 32 partage l'optique d'entrée 4 en une première partie dite partie amont et une seconde partie 15 dite partie avale. L'électrode 30, a des parois 34 et 36 symétriques l'une de l'autre par rapport au plan axial 12 et parallèles au plan axial 12. Les parois 34, 36 partent du fond plat 32 et sont relevées en direction de la photocathode 17. Des parois 35 partant 20 d'un bord extérieur du fond plat 32 et remontant vers la cathode sont perpendiculaires au plan de symétrie 12. Le fond plat 32 de l'optique 4, comporte deux ouvertures 38 et 40 symétriques l'une de l'autre par rapport au plan axial 12. Chacune des ouvertures 38, 40 25 est couverte d'une grille 42 de forte transparence, réalisée par exemple, comme représenté figure 1, au moyen de fils tendus sur le pourtour du fond plat 32.

La deuxième partie de l'électrode 30 comporte des parois latérales 44 et 46 situées en prolongement des 30 parois 34 et 36 dans une direction qui s'éloigne de la photocathode 17. Ces parois latérales 44 et 46 sont SP 22952 GB terminées chacune par une portion repliée respectivement 44a et 46a vers le plan axial 12 pour former une surface destinée à réaliser une première multiplication des photo-électrons.

La deuxième partie, ou partie avale par rapport au fond plat 32, comporte une cloison centrale 48, centrée sur le plan axial 12 et s'étendant à partir du fond plat 32 dans une direction qui s'éloigne de la photocathode 17. Cette cloison centrale 48 se termine à 10 proximité d'une dynode d'entrée 24 du multiplicateur d'électrons 80.

L'optique électronique 4 est enfin complétée par un profilé 52, ici une lame, de faible section vis-à-vis de sa longueur, disposée de manière 15 centrée sur le plan axial 12, parallèlement et à faible distance du fond plat 32. Le profilé 52 est isolé électriquement de l'électrode 30 et est destiné 6 recevoir un potentiel voisin, ou égal, à celui de la photocathode 17.

Le multiplicateur d'électron 80 est du type à feuilles perforées. Il est segmenté en deux parties symétriques l'une de l'autre par rapport au plan axial 12. Le multiplicateur d'électron 80 est formé d'une deuxième dynode, cette deuxième dynode étant la 25 première dynode ou dynode d'entrée 24, d'un empilement 22 de dynodes comprenant la dynode d'entrée 24 et des dynodes suivantes représentées figure 1 par des pointillés. La dynode d'entrée 24 comporte des bords relevés 50 en direction de la photocathode 17, qui 30 pénètrent au moins jusqu'au niveau de l'extrémité des portions repliées 44a et 46a.

SP 22952 GB L'anode 3 est en deux parties 26 et 28 situées au même niveau en aval de l'empilement 22 de dynodes.

Une trajectoire électronique entre la photocathode 17 et un premier point de multiplication 5 situé sur la première dynode 4, puis de ce premier point de multiplication à la deuxième dynode 24 a été symbolisée par les lignes 54 et 55 respectivement. La première multiplication a lieu principalement sur les portions repliée 44a et 46a des parois latérales 44 et 10 46. Une première multiplication électronique est effectuée au niveau de l'optique d'entrée 4. De ce fait l'optique d'entrée 4 est aussi une dynode. Pour respecter le vocabulaire communément admis, il sera admis que cette optique d'entrée est une première 15 dynode, la deuxième dynode 24 étant la première de l'empilement 22 de dynodes. L'espace situé sous le fond plat 32 est soumis au seul champ électrique procuré par la dynode d'entrée 24 du multiplicateur d'électron 80.

cette dynode d'entrée 24 est portée à un potentiel plus 20 élevé que celui de l'électrode 30. La différence est de volts par exemple. Ainsi, un champ extracteur est créé pour extraire les électrons secondaires après multiplication sur les portions repliées 44a et 46a, champ qui sous l'influence de la cloison centrale 48 25 dirige ces électrons secondaires vers la dynode d'entrée 24 du multiplicateur 80.

Un tel photomultiplicateur segmenté, incluant ici l'optique d'entrée, possède une bonne efficacité de collection du fait que la première 30 multiplication a lieu sur une dynode 44a, 46a de surface pleine, le rendement de multiplication étant SP 22952 GB maximal. Comme on le sait, la première multiplication joue un rôle prépondérant dans les performances d'un photomultiplicateur.

EXPOSE DE L'INVENTION D'un point de vue fonctionnel on attend d'un tube multi voies que - les gains le long de chacune des voies soient égaux entre eux afin qu'il n'y ait pas de diaphotie intra image c'est à dire entre les voies, - les temps de parcours des différentes voies, c'est à dire le temps écoulé entre l'extraction photonique d'un électron de la cathode et l'arrivée du paquet d'électrons correspondant à cet électron sur l'anode soit le même quelle que soit la voie afin qu'il 15 n'y ait pas de diaphotie inter image c'est à dire entre les images successives.

D'un point de vue de fabrication on souhaite que le montage soit aussi simple que possible à réaliser avec des tolérances sur les dimensions des 20 pièces qui soient aussi larges que possible. On souhaite également une reproductibilité entre les différents tubes qui soit aussi bonne que possible. On veut dire par là que les performances des différents tubes d'une même série restent dans des gammes de 25 valeurs serrées.

La présente invention vise à un multiplicateur et à un tube incorporant ce multiplicateur, qui présente les qualités généralement attendues de ces dispositifs. Elle vise en particulier 30 à un multiplicateur et à un tube incorporant ce multiplicateur dans lequel le montage de l'empilement SP 22952 GB de plaques constituant ensemble et avec l'anode, le multiplicateur d'électrons, est simplifié et dans lequel les temps des parcours électroniques des différentes voies sont quasiment égaux entre eux. De la 5 sorte un tube équipé d'un tel multiplicateur ne présente aucune diaphotie inter image.

A cette fin l'invention est relative à un multiplicateur d'électrons à plusieurs voies comportant: - un empilement d'une pluralité de dynodes communes à plusieurs voies, l'empilement comportant dans le sens de parcours des électrons, une première dynode de l'empilement, des dynodes intermédiaires, une avant dernière dynode et une dernière dynode, une anode constituée par plusieurs conducteurs électriquement isolés les uns des autres, caractérisé en ce que des conducteurs électriquement isolés les uns des autres constituant ensemble l'anode sont situés 20 à des niveaux différents les uns des autres, un ou plusieurs premier(s) conducteur(s) situé(s) à un premier niveau, ce niveau étant le plus proche du niveau de la première dynode et un ou plusieurs conducteur(s) suivant(s) situés à un ou plusieurs 25 niveau(x) suivant(s) plus éloignés du niveau de la première dynode.

D'un point de vue montage, les différents niveaux de dynodes correspondent à des étages d'un empilement de feuilles montées sur des colonnettes 30 isolantes passant au travers de trous des feuilles constituant les dynodes. Des moyens isolants, par SP 22952 GB exemple des rondelles isolantes permettent d'isoler les étages consécutifs de dynodes. Les feuilles sont parallèles entre elles et perpendiculaires aux colonnettes. Les colonnettes coopèrent ainsi avec les 5 trous des dynodes pour aligner entre elles les différentes voies. Il est précisé que lorsqu'il est parlé de niveau des conducteurs de l'anode, il s'agit de niveaux de montage.

L'assemblage de l'anode est simplifié car 10 les différents étages conducteurs isolés les uns des autres constituant ensemble l'anode peuvent être séparés électriquement les uns des autres par des isolants électriques séparant entre eux les différents étages de dynode. Avec ce mode de réalisation de 15 l'anode, les conducteurs constituant l'anode sont assemblés et alignés avec les dynodes par des colonnettes isolantes traversant des trous des conducteurs d'anode et des trous des dynodes.

Avec cette façon de faire l'anode de façon 20 étagée, il a été observé qu'il pouvait arriver, notamment pour les grandes fréquences de répétition de prise d'image que des différences de parcours électronique des différentes voies conduisent à des diaphoties inter image. Pour réduire les différences de 25 temps de parcours il est alors préférable de disposer une électrode extractrice en amont du premier niveau de conducteurs de l'anode.

Cette électrode extractrice est commune à l'ensemble des voies. De la sorte le champ électrique 30 extracteur en amont du premier niveau de conducteurs de l'anode est commun à toutes les voies et les SP 22952 GB différences éventuelles de parcours ne sont plus dues qu'aux différences de parcours et de champs électrique en aval de l'électrode extractrice. Dans ces conditions il a été observé que les différences de parcours sont 5 négligeables. La diaphotie inter image est ainsi quasiment supprimée.

Dans un mode de réalisation la dernière dynode est constituée par une pluralité de conducteurs électriquement isolés les uns par rapport aux autres, 10 chacun des conducteurs électriquement isolés étant équipé d'une connexion de raccordement.

Du fait de cette configuration particulière de la dernière dynode, chacune des parties composant ensemble la dernière dynode peut être raccordée à une 15 source de potentiel qui lui est propre. Comme expliqué plus haut, le gain étant fortement dépendant des tensions de polarisation des dynodes, il devient ainsi possible de compenser les différences de gain observées sur les différentes voies en appliquant à chaque partie 20 de la dernière dynode relative à une voie un potentiel qui lui est propre. On arrive ainsi de façon simple à régler le gain des différentes voies avec une structure mécanique simple.

On note que selon ce mode de réalisation, 25 il n'est pas obligatoire qu'il y ait une correspondance biunivoque entre le nombre de conducteurs électriquement isolés les uns par rapport aux autres, constituant ensemble la dernière dynode et le nombre de voies. Cependant cela peut être le cas. Ainsi selon un 30 premier mode de réalisation, la dernière dynode SP 22952 GB comporte un conducteur électriquement isolé pour chacune des voies du multiplicateur.

Si ce n'est pas le cas alors, la dernière dynode comporte au moins un conducteur électriquement isolé commun à plusieurs des voies du multiplicateur.

Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, l'anode divisée en plusieurs conducteurs électriquement isolés entre eux est disposée entre l'avant dernière et la dernière dynode. De cette façon 10 il n'est pas nécessaire que les électrons passent au travers de la dernière dynode. De ce fait la dernière dynode peut être pleine et le rendement de multiplication de la dernière dynode est ainsi améliorée. Les électrons émis par la dernière dynode 15 rebondissent vers l'anode.

Enfin l'invention est relative à un tube photomultiplicateur à plusieurs voies comportant une enveloppe étanche vide de gaz. L'enveloppe est traversée par des broches de raccordement du tube. elle 20 loge une cathode photo émettrice, une optique électronique ou une dynode de formation des voies pour recevoir les électrons en provenance de la cathode photo émettrice, et un multiplicateur d'électrons.

L'optique électronique ou la dynode de formation des 25 voies est située en amont dans le sens de parcours des électrons du multiplicateur d'électrons.

Le multiplicateur d'électrons est conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention. Le tube comporte notamment une broche de raccordement pour 30 chacun des conducteurs électriquement isolés les uns par rapport aux autres formant ensemble la dernière SP 22952 GB dynode lorsque le multiplicateur comporte une dernière dynode à conducteurs séparés. Chacun des conducteurs de la dernière dynode peut ainsi être raccordé par la broche de raccordement qui lui est propre à une valeur de potentiel qui lui est propre également.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Un mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 déjà décrite représente une vue schématique en perspective d'un tube photomultiplicateur bivoie selon l'art antérieur.

La figure 2 représente une vue en perspective éclatée d'une partie d'un multiplicateur à 15 neuf voies selon un mode de réalisation l'invention.

Les figures 3 et 4 représentent cette même partie de multiplicateur à neuf voies, en perspective non éclatée, respectivement en entier - figure 3-, et en coupe selon la ligne AA de la figure 3, - figure 4. 20 Dans les différentes figures, y compris la figure 1 décrivant l'art antérieur, des références identiques désignent des éléments identiques ou ayant même fonction.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS

Un tube 1 comportant le multiplicateur d'électrons 80 selon l'invention comporte comme le tube décrit en relation avec la figure 1 décrivant l'art antérieur: une enveloppe étanche 15 ayant une face 30 frontale plane 16.

SP 22952 GB Une photocathode 17 disposée sur une surface interne de la face frontale plane 16.

- Une optique électronique d'entrée 4 constituant éventuellement une première dynode, - le multiplicateur d'électrons 80 constitué par un empilement 22 de dynodes, et par - Une anode collectrice 3 en plusieurs parties électriquement isolées les une des autres.

Le multiplicateur d'électrons 80 de la 10 présente invention, et le tube 1 incluant le multiplicateur se distinguent de l'art antérieur, tel que décrit par exemple dans la demande de brevet FR 2 712 427, notamment par le fait que la dernière dynode est constituée par des éléments électriquement séparés 15 en sorte que chaque élément ou groupe d'éléments de cette dernière dynode peut être connecté à une broche 6 du tube qui lui est propre. L'exemple de réalisation qui sera décrit ci- après se distingue aussi de l'art antérieur par la forme matérielle et la position de 20 l'anode.

Compte tenu de ce fait seules seront décrits ci après l'avant dernière dynode et les éléments se trouvant en aval.

Un mode de réalisation de l'invention sera 25 maintenant expliqué pour un multiplicateur 80 à 9 voies en liaison aux figures 2-4.

La figure 2 représente une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation de l'avant dernière dynode 2 et des plaques se trouvant en aval de 30 l'avant dernière dynode 2. Les figures 3 et 4 représentent ces mêmes plaques respectivement en SP 22952 GB perspective non éclatée figure 3-, et en coupe selon la ligne AA de la figure 3, - figure 4.

Dans l'exemple commenté en liaison avec les figures 2 à 4, le tube 1 est un tube à neuf voies. 5 Comme cela est visible en particulier sur la figure 3, les 9 voies sont matérialisées au niveau de chaque dynode, et en particulier au niveau de l'avant dernière 2, par des parties actives perforées rangées en lignes et colonnes. L'avant dernière dynode 2 représentée 10 figure 3 est, comme les autres dynodes non visualisées une plaque conductrice 2 d'un seul tenant. La plaque 2 comporte une partie fonctionnelle centrale 5 et une partie périphérique formant cadre 21 assurant des fonctions de solidité mécanique et de fixation de la 15 plaque dans l'ensemble 22 de dynodes. Dans l'exemple commenté à neuf voies, il y a 9 parties actives rangées en 3 lignes et 3 colonnes. Les 3 parties actives de la première ligne sont référencées 7, 8, 9. Il s'agit respectivement des parties supérieures gauche, centrale 20 et droite. Les notions de supérieur, inférieur gauche et droite sont données en référence à la figure 3. Les parties actives de la seconde ligne sont référencées 67, 68, 69. Il s'agit respectivement de parties centrales, gauche, centrale, et droite. Les parties 25 actives de la dernière ligne sont référencées 77, 78, 79. Il s'agit respectivement de parties inférieures gauche, centrale, et droite. Les parties actives sont séparée en lignes par des parties inactives 13, 14 et en colonnes par des parties inactives 56, 57. 30 L'ensemble des 9 parties actives 7, 8, 9, 67, 68, 69, 77, 78, 79 et des parties inactives 13, 14 et 56, 57 SP 22952 GB forment ensemble la partie fonctionnelle 5 de l'avant dernière dynode 2. Le cadre 21 porte notamment les contacts à partir desquels la dynode peut être connectée par une liaison électrique à la broche 6 du 5 tube qui lui est propre. Il comporte aussi des trous 51 de positionnement. Des colonnettes électriquement isolantes comme celle représentée en 23 figures 3 et 4, passant au travers de ces trous 51 et des rondelles isolantes non représentées placées autour des 10 colonnettes permettent de façon en elle même connue de positionner et d'empiler de façon électriquement isolée, les plaques formant les dynodes.

La dernière dynode 11, représentée en bas de la figure 2, est composée comme les autres dynodes 15 de 9 parties actives rangées de la même façon en lignes et colonnes. Cependant contrairement aux autres dynodes les parties actives 87-89, 97-99 et 107-109 respectivement ne sont pas électriquement connectées entre elles. Au contraire chacune des parties actives 20 est montée sur un support isolant 19 et est électriquement isolée des autres parties de dynode.

Comme représenté figure 4 pour les 3 parties actives centrales 97-99, chacune des parties actives 87-89, 9799 et 107-109 de la dernière dynode 11, est reliée par 25 une liaison électrique 94 - 96 à la broche 6 qui lui est propre. Dans l'exemple ici commenté, chaque partie active 87-89, 97-99 et 107-109, correspondant à une voie est électriquement isolée en sorte que le potentiel de chaque voie peut être fixé indépendamment 30 du potentiel des autres voies. Cette disposition n'est pas obligatoire. Il est possible en effet que compte SP 22952 GB tenu des symétries de réalisation, certaines des voies soient suffisamment similaires à d'autres pour que leurs gains soient identiques avec un même potentiel de polarisation de la partie active de la dernière dynode. 5 Dans ce cas des parties actives de la dernière dynode 11 sont connectées électriquement entre elles, ou réalisées dans un même continuum électriquement conducteur, et l'ensemble des parties actives de la dernière dynode 11 électriquement connectées entre 10 elles est connecté à une même broche 6 du tube. On diminue ainsi le nombre de broches du tube 1.

Ainsi la dernière dynode 11 est constitué par un ensemble de conducteurs électriquement isolés les uns des autres en nombre inférieur ou égal au 15 nombre de conducteurs d'anode. Chacun des conducteurs est muni d'une connexion de raccordement.

Une autre particularité intéressante de l'exemple de réalisation décrit en liaison avec les figures 2 à 4 sera maintenant commentée. Il a été vu 20 que dans les modes de réalisation connus décrit par exemple en relation avec la figure 1, l'anode est située complètement en aval de la dernière dynode. Dans l'exemple ici commenté, l'anode 3 est disposée entre l'avant dernière 2 et la dernière dynode 11. Du fait de 25 cette disposition, les conducteurs électriques tels que 94-96 raccordant les différentes parties actives 87-89, 97-99 et 107-109 de la dernière dynode 11 à leurs broches 6 respectives peuvent passer au travers du support isolant 19 sans que soit introduit un potentiel 30 perturbateur entre la dernière dynode 11 et l'anode 3.

Le montage de la dernière dynode 11 et les raccords SP 22952 GB électriques de cette dernière s'en trouvent ainsi simplifiés. De plus du fait que les électrons atteignant la dernière dynode 11 n'ont pas à traverser la dernière dynode 11 pour atteindre l'anode 3, il 5 n'est pas nécessaire que cette dernière soit réalisée avec des trous permettant le passage des électrons.

Ainsi et comme représenté figure 2, les parties actives 87-89, 97-99 et 107-109 de la dernière dynode 11 sont pleines. Le rendement de multiplication est de ce fait 10 amélioré. Avec ce mode de réalisation les électrons provenant de l'avant dernière dynode 2, traversent l'anode 3, atteignent la dernière dynode 11 o ils sont multipliés, et rebondissent en arrière sur l'anode 3.

Un mode de réalisation de l'anode 3 sera 15 maintenant commenté en liaison avec les figures 2 à 4.

Il a été vu que l'anode 3 est l'électrode qui porte le signal de sortie en provenance de chacune des voies du tube multivoies. A cette fin chaque partie d'anode correspondant à une voie doit être électriquement 20 isolée des autres partie d'anode correspondant à d'autres voies. Il s'ensuit que par exemple pour un tube à 9 voies, l'anode doit comporter 9 parties conductrices électriquement isolées entre elles, chacune étant raccordé à un potentiel de polarisation. 25 Dans le mode de réalisation ici décrit l'anode est constituée par plusieurs conducteurs électriquement isolés les uns des autres, situés à des niveaux différents les uns des autres. Un ou plusieurs premiers conducteurs sont situés à un premier niveau, 30 ceniveau étant le plus proche du niveau de l'avant dernière dynode et un ou plusieurs conducteurs sont SP 22952 GB situés à des niveaux suivants plus éloignés du niveau de l'avant dernière dynode.

Plus spécifiquement dans l'exemple décrit, les 9 parties d'anode sont répartis en 5 niveaux ou 5 étages, 4 des étages portent chacun deux conducteurs 31, 33; 37, 39; 41, 43 et 45, 47 pour les niveaux 1, 2, 4 et 5 d'anode respectivement, et 1 étage en comporte un seul 49.

Chacun des conducteurs 31, 33; 37, 39; 41, 10 43; 45, 47 et 49 constituant une partie d'anode comporte une partie centrale 27 répartie entre une partie active, des parties creuses et un cadre périphérique 60. La partie centrale d'une partie d'anode est une surface de cette partie d'anode qui est 15 alignée axialement avec au moins une partie de la partie centrale ou fonctionnelle 5 des dynodes. La partie dite active d'un conducteur d'anode est la partie qui capte les électrons d'une voie. Il y a donc une seule partie active pour chacun des conducteurs 31, 20 33; 37, 39; 41, 43; 45, 47 et 49 constituant une partie d'anode. Chaque partie active est axialement alignée avec les parties actives de dynodes correspondant à cette voie. Ainsi par exemple il y a une partie active d'anode, qui se trouve axialement 25 alignée avec toutes les parties actives de dynode qui occupent la partie supérieure gauche des dynodes. Cette partie supérieure gauche est référencée 7 pour l'avant dernière dynode 2 et 87 pour la dernière dynode 11. La partie active d'anode correspondante c'est à dire la 30 partie occupant le coin supérieur gauche est référencée 71. De même la partie active supérieure centrale, de SP 22952 GB l'anode 3 alignée avec les parties supérieures centrales 8 et 88 de l'avant dernière 2 et de la dernière dynode 11 porte la référence 72. Le tableau 1 ci après établit les alignements des parties actives de 5 l'avant dernière dynode 2, des différents niveaux de l'anode 3 et de la dernière dynode 11.

Référence des parties actives de 7 8 9 67 68 69 77 78 79 l'avant dernière dynode 2 Référence des parties actives du 71 93 niveau 1 de l'anode 3 Référence des parties actives du 72 92 niveau 2 de l'anode 3 Référence des parties actives du 82 niveau 3 de l'anode Référence des parties actives du 81 83 niveau 4 de l'anode 3 Référence des parties actives du 73 91 niveau 5 de l'anode 3 _ _ Référence des parties actives de la 87 88 89 97 98 99 107 108 109 dernière dynode 11 _

TABLEAU 1

La lecture du tableau 1 en conjonction avec la figure 2, montre que le premier niveau d'anode 3 comporte les parties actives d'anode 3 supérieure gauche 71 et inférieure droite 73. Le niveau 2 d'anode 3 comporte les parties actives centrales supérieure 72 15 et inférieure 92. Le niveau 3 d'anode 3 comporte la partie active centrale centrale 82. Le niveau 4 d'anode 3 comporte les parties actives centrales gauche 81 et droite 83. Enfin le niveau 5 d'anode 3 comporte les parties actives inférieure gauche 91 et supérieure 20 droite 73.

SP 22952 GB Lorsque des références figurent dans une même colonne, ces références correspondent à des parties axialement alignées entre elles.

Les parties actives 71-73, 81-83 et 91-93 5 d'anode 3 sont constituées par des grilles. Lorsque en raison de leur forme extérieure, des parties centrales d'anode 3 autres que la partie active sont alignées avec des espaces qui correspondent axialement aux parties actives de dynodes, ces espaces sont vides 10 comme représenté figure 2. De la sorte les parties non actives d'anode ne gênent aucunement le passage des électrons entre l'avant dernière et la dernière dynode.

Ainsi, chacune des partie centrale 27 des conducteurs 31, 33;35, 37; 41, 43; 45, 47; 49 15 électriquement isolés les uns des autres formant ensemble l'anode 3 est alignée axialement avec une partie au moins de la partie centrale fonctionnelle 5 des dynodes. La partie centrale 27 des conducteurs 31, 33;35, 37; 41, 43; 45, 47; 49 électriquement isolés 20 les uns des autres formant ensemble l'anode 3 occupe la même surface qu'un nombre entier n de parties actives d'une même dynode, et comporte une partie active et (n - 1) parties creuses.

Les cadres 60 des différents conducteurs 25 31, 33; 37, 39; 41, 43; 45, 47 et 49 constituant ensemble l'anode 3 comportent des trous qui ont été référencés 51 comme les trous des différentes dynodes.

Les colonnettes isolantes 23 de montage et d'alignement des dynodes sont également utilisées pour monter et 30 aligner les différents conducteurs 31, 33; 37, 39; 41, 43; 45, 47 et 49 constituant ensemble l'anode 3. En SP 22952 GB position assemblée, chaque conducteur 31, 33; 37, 39; 41, 43; 45, 47 et 49 constituant un partie de l'anode 3, comporte une partie active alignée avec une partie active de dynode et des parties creuses alignées avec d'autres parties active de dynodes.

Il convient de noter à ce stade que les cadres 60 constituent des supports mécaniques des parties actives d'anode 3. Le mode de réalisation décrit ci-dessus en liaison avec la figure 2, n'est 10 qu'un des modes possibles de réalisation. D'un point de vue mécanique la fonction des supports 60 est de maintenir chacune des parties actives dans son alignement axial avec les autres parties actives de dynode. De plus il convient d'éviter que ce support ne 15 gêne le passage des électrons dans les zones inactives.

De façon à éviter des couplages capacitifs entre les différents étages superposés de conducteurs, formant ensemble l'anode 3, les supports mécaniques 60 des parties actives 71-73, 81-83 et 91-93 d'anode 3 20 devront avoir une surface dans un plan parallèle au plan des dynodes qui soit aussi faible que possible.

Avec l'anode 3 à plusieurs niveaux représenté figure 2, il a été constaté des écarts entre les temps de parcours électroniques. Ces écarts sont 25 surtout sensibles aux hautes fréquences d'image. C'est pour remédier à ce défaut que dans le mode préféré de réalisation il est introduit une électrode extractrice 25 entre l'avant dernière dynode 2 et le premier niveau de l'anode étagée 3. Cette électrode extractrice 25 est 30 donc en amont du premier niveau de conducteurs 31, 33 de l'anode 3. Dans le mode de réalisation ici décrit SP 22952 GB cette électrode extractrice 25 est également immédiatement en aval de l'avant dernière dynode. Le terme immédiatement indique qu'il n'y a pas d'autre élément conducteur entre l'avant dernière dynode et 5 l'électrode extractrice 25. Cette électrode extractrice 25 a extérieurement la forme des différentes dynodes.

On veut dire par là que comme une dynode cette électrode extractrice 25 a une partie centrale 29 alignée avec les parties centrales 5 de dynode. La 10 partie centrale 29 comporte des trous traversants et des parties pleines. Elle se distingue cependant d'une dynode par le fait que la surface occupée par les parties pleines de la partie centrale active 29 de cette électrode 25 est très inférieure à la surface de 15 partie pleine occupée sur la partie centrale active 5 d'une dynode. La fonction d'extraction est ainsi favorisée par rapport à la fonction multiplication d'électrons.

SP 22952 GB

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Multiplicateur (80) d'électrons à plusieurs voies comportant: - un empilement (22) d'une pluralité de 5 dynodes communes à plusieurs voies, l'empilement comportant dans le sens de parcours des électrons, une première dynode (24) de l'empilement (22), des dynodes intermédiaires, une avant dernière dynode (2) et une dernière dynode (11), une anode (3) constituée par plusieurs conducteurs (31, 33;35, 37; 41, 43; 45, 47; 49) électriquement isolés les uns des autres, caractérisé en ce que, les conducteurs (31, 33;35, 37; 41, 43; 45, 15 47; 49) électriquement isolés les uns des autres constituant ensemble l'anode (3) sont situés à des niveaux différents les uns des autres, un ou plusieurs premier(s) (31, 33) conducteur(s) étant situé(s) à un premier niveau, ce niveau étant le plus proche du 20 niveau de la première dynode (2) et un ou plusieurs conducteurs (35, 37; 41, 43; 45, 47; 49) suivants étant situés à un ou plusieurs niveaux suivants plus éloignés du niveau de la première dynode.

2. Multiplicateur d'électrons (80) à neuf 25 voies selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anode (3) comporte cinq niveaux, quatre niveaux comportant chacun deux conducteurs (31, 33;35, 37; 41, 43; 45, 47) et un niveau comportant un conducteur (49).

3. Multiplicateur d'électrons (80) à plusieurs voies selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé SP 22952 GB en ce qu'il comporte en outre une électrode extractrice (25) située immédiatement en aval de l'avant dernière dynode

4. Multiplicateur d'électrons (80) à plusieurs 5 voies selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la dernière dynode (11) est constitué par un ensemble de conducteurs (87-89, 97-99, 107-109) électriquement isolés les uns des autres en nombre inférieur ou égal au nombre de conducteurs (31, 33;35, 10 37; 41, 43; 45, 47; 49) d'anode (3), chacun des conducteurs (87-89, 97-99, 107-109) de la dernière dynode (11) étant muni d'une connexion de raccordement (94-96).

5. Tube photomultiplicateur (1) à plusieurs 15 voies comportant une enveloppe étanche (15) traversée par des broches (6) de raccordement du tube (1), l'enveloppe étanche (15) logeant une cathode photo émettrice (17), une dynode (4) de formation des voies pour recevoir les électrons en provenance de la cathode 20 photo émettrice (17), et un multiplicateur d'électrons (80), la dynode (4) de formation des voies étant située en amont dans le sens de parcours des électrons du multiplicateur d'électrons (80), caractérisé en ce que le multiplicateur 25 d'électrons (80) est conforme à l'une des

revendications précédentes.

6. Tube photomultiplicateur (1) à plusieurs voies comportant une enveloppe étanche (15) traversée par des broches (6) de raccordement du tube (1), 30 l'enveloppe étanche (15) logeant une cathode photo émettrice (17), une dynode (4) de formation des voies SP 22952 GB pour recevoir les électrons en provenance de la cathode photo émettrice (17), et un multiplicateur d'électrons (80), la dynode (4) de formation des voies étant située en amont dans le sens de parcours des électrons du multiplicateur d'électrons (22), caractérisé en ce que le multiplicateur d'électrons (80) est conforme à la revendication 4, le tube comportant une broche de raccordement (6) pour chacun des conducteurs 10 (87-89, 97- 99, 107-109) électriquement isolés les uns par rapport aux autres formant ensemble la dernière dynode (11).

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