JP2002008528A - ダイノードの製造方法及び構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子の収集効率の悪化を抑制し、製造コスト
を低減することが可能なダイノードの製造方法及び構造
を提供すること。 【解決手段】 ダイノード８は、表面が導電性を有する
１枚のプレート８ａからなり、ケミカルエッチング等に
より形成された電子増倍孔１４を有する。プレート８ａ
の上面には電子増倍孔１４の一端となる入力開口１４ａ
が形成され、下面には電子増倍孔１４の他端となる出力
開口１４ｂが形成される。出力開口１４ｂは、入力開口
１４ａに比べて大なる口径に形成される。電子増倍孔１
４の内側面は、互いに対向する第１の湾曲面１９ａと第
２の湾曲面１９ｂとを含む。第１の湾曲面１９ａは、入
力開口１４ａに対向するように入力開口１４ａの縁部か
ら延び、所定の半径を有した略円弧状に形成される。第
２の湾曲面１９ｂは、出力開口１４ｂに対向するように
出力開口１４ｂの縁部から延び、所定の半径を有した略
円弧状に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子増倍管、光電
子増倍管等に用いられるダイノードの製造方法、及びそ
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のダイノードとして、たとえば特
公平６−７４５７号公報、特開平５−１８２６３１号公
報、特開平６−３１４５５１号公報等に開示されたよう
なものが知られている。特公平６−７４５７号公報に開
示されたダイノードは、複数の内曲状たとえば樽状の貫
通孔を有する有孔の板部材であって、貫通孔はその縦軸
及びダイノードを通る中正面に関して対称である。貫通
孔の入力及び出力直径は同一であり、貫通孔内の直径よ
りも小さい。また、ダイノードは２枚の金属シートから
なり、収斂する又はテーパをもった孔がエッチングによ
り形成された各シートを直径の大きいほうの開口を対面
させて背中合わせに配設することにより構成されてい
る。

【０００３】特開平５−１８２６３１号公報及び特開平
６−３１４５５１号公報に開示されたダイノードは、一
端を入力開口とし、他端を出力開口とする複数の貫通孔
が配列形成されたプレートを有しており、各貫通孔の内
側面には、入射開口から入射した電子が衝突するように
電子の入射方向に対して傾斜する傾斜部を備えている。
また、各貫通孔の出力開口は入力開口に比べて大なる口
径に形成されている。

【０００４】ところで、ｎ段のダイノードから放出され
た２次電子はｎ段とｎ＋１段との電位差によって形成さ
れる制動電界に導かれてｎ＋１段のダイノードに入射す
ることになる。特公平６−７４５７号公報に開示された
ダイノードでは、貫通孔の入力及び出力直径が同一であ
るために、制動電界となるｎ段の貫通孔内部への等電位
線の入り込みが不十分であり、貫通孔内部の制動電界が
弱いという欠点があり、放出された２次電子がｎ段側に
戻ってしまう場合もあり、電子の収集効率を低下させる
原因の一つとなっていた。

【０００５】これに対して、特開平５−１８２６３１号
公報に開示されたダイノードでは、貫通孔を出力開口が
入力開口に比べて大なる口径となるように形成すること
により、貫通孔の内側面は出力開口に向かって拡開する
テーパ形状となり、２次電子を次段に導く制動電界は口
径の大きな出力開口から入り、傾斜部の対向側の内側面
に沿って上昇し、貫通孔内部に深く入り込むように形成
されることになる。この結果、貫通孔内部に入り込む制
動電界の強さが増大し、放出された２次電子を次段のダ
イノードにより確実に導くことができ、電子の収集効率
を向上することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ダイノード
は、特公平６−７４５７号公報及び特開平６−３１４５
５１号公報等に開示されているように、２枚の金属薄板
（プレート）からなり、各金属薄板にエッチング技術を
用いて貫通孔を形成し、この後、２枚の金属薄板を接合
して一体化することにより形成される。

【０００７】しかしながら、２枚の金属薄板を接合して
ダイノードを形成するものでは、各金属薄板を接合する
際に金属薄板間で位置ずれが生じることがあり、この金
属薄板間の位置ずれにより２次電子を適切に導くことが
できなくなり、電子の収集効率が悪化するという問題点
を有している。また、２枚の金属薄板を設計する必要が
あると共に、製造工程において接合工程が必要となるこ
とからダイノードの製造コストが高くなるという問題点
も有している。

【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、電子の収集効率の悪化を抑制し、製造コストを低減
することが可能なダイノードの製造方法及び構造を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るダイノード
の製造方法は、一枚のプレートに、一端を入力開口と
し、他端を出力開口とする貫通孔を形成するダイノード
の製造方法であって、プレートに平行な方向から見て所
定の半径を有する略円弧状の第１の軌跡を描くように、
プレートの一方の面側の所定部分をエッチングして入力
開口を形成し、プレートに平行な方向から見て所定の半
径を有すると共に、その中心が第１の軌跡の中心に対し
てプレートに平行な方向にずれて位置しており、プレー
トに平行な方向から見て第１の軌跡と接するもしくは重
なる略円弧状の第２の軌跡を描くように、プレートの他
方の面側の所定部分をエッチングして出力開口を形成す
ることを特徴としている。

【００１０】本発明に係るダイノードの製造方法では、
一枚のプレートに対して、このプレートに平行な方向か
ら見て所定の半径を有する略円弧状の第１の軌跡を描く
ように、プレートの一方の面側の所定部分をエッチング
して入力開口を形成する一方、プレートに平行な方向か
ら見て所定の半径を有すると共に、その中心が第１の軌
跡の中心に対してプレートに平行な方向にずれて位置し
ており、プレートに平行な方向から見て第１の軌跡と接
するもしくは重なる略円弧状の第２の軌跡を描くよう
に、プレートの他方の面側の所定部分をエッチングして
出力開口を形成するので、一枚のプレートに貫通孔を形
成することが可能となる。これにより、２枚のプレート
の設計、及び、プレートの接合工程が不要となりダイノ
ードの製造コストを低減することができる。また、２枚
のプレートを接合することがないことから、上述したよ
うな接合時のプレートの位置ずれが生じることはなく、
放出された２次電子を次段のダイノードに適切に導くこ
とができ、電子の収集効率の悪化を抑制することができ
る。

【００１１】また、第１の軌跡の半径を第２の軌跡の半
径よりも小さくすることが好ましい。このように、第１
の軌跡の半径を第２の軌跡の半径よりも小さくすること
により、入力開口に比べて大なる口径の出力開口を有す
る貫通孔をプレートに極めて容易に形成することができ
る。この結果、電子の収集効率をより一層向上し得る構
成のダイノードを低製造コストで実現することができ
る。

【００１２】また、第１の軌跡の中心を、プレートに平
行な方向から見てプレートの一方の面よりも内側に位置
させることが好ましい。このように、第１の軌跡の中心
を、プレートに平行な方向から見てプレートの一方の面
よりも内側に位置させることにより、入力開口に比べて
大なる口径の出力開口を有する貫通孔をプレートに極め
て容易に形成することができる。この結果、電子の収集
効率をより一層向上し得る構成のダイノードを低製造コ
ストで実現することができる。

【００１３】また、第２の軌跡の中心を、プレートに平
行な方向から見てプレートの他方の面よりも内側、もし
くはプレートの他方の面上に位置させることが好まし
い。このように、第２の軌跡の中心を、プレートに平行
な方向から見てプレートの他方の面よりも内側、もしく
はプレートの他方の面上に位置させることにより、入力
開口に比べて大なる口径の出力開口を有する貫通孔をプ
レートに極めて容易に形成することができる。この結
果、電子の収集効率をより一層向上し得る構成のダイノ
ードを低製造コストで実現することができる。

【００１４】本発明に係るダイノードの構造は、一枚の
プレートに、一端を入力開口とし、他端を出力開口とす
る貫通孔が形成されたダイノードの構造であって、貫通
孔の内側面は、互いに対向する第１の湾曲面と第２の湾
曲面とを含み、第１の湾曲面は、入力開口に対向するよ
うに入力開口の縁部から延び、プレートに平行な方向か
ら見て所定の半径を有した略円弧状に形成され、第２の
湾曲面は、出力開口に対向するように出力開口の縁部か
ら延び、プレートに平行な方向から見て所定の半径を有
した略円弧状に形成され、出力開口は、入力開口に比べ
て大なる口径に形成されていることを特徴としている。

【００１５】本発明に係るダイノードの構造では、貫通
孔の内側面が上述したような第１の湾曲面と第２の湾曲
面とを含んでいることから、一枚のプレートに貫通孔を
形成することが可能となり、２枚のプレートの設計、及
び、プレートの接合工程が不要となりダイノードの製造
コストを低減することができる。また、２枚のプレート
を接合することがないことから、上述したような接合時
のプレートの位置ずれが生じることはなく、更に、出力
開口が入力開口に比べて大なる口径に形成されているの
で、放出された２次電子が次段のダイノードに適切に導
かれることになり、電子の収集効率を向上することがで
きる。

【００１６】また、第１の湾曲面と第２の湾曲面とは、
第１の湾曲面を形成するための軌跡と第２の湾曲面を形
成するための軌跡とが接するもしくは重なるようにして
形成されていることが好ましい。このように、第１の湾
曲面と第２の湾曲面とが、第１の湾曲面を形成するため
の軌跡と第２の湾曲面を形成するための軌跡とが接する
もしくは重なるようにして形成されることにより、貫通
孔を容易に形成することができ、ダイノードの製造コス
トをより一層低減することができる。

【００１７】また、プレートに平行な方向から見たとき
の第１の湾曲面の半径は、プレートに平行な方向から見
たときの第２の湾曲面の半径よりも小さいことが好まし
い。このように、プレートに平行な方向から見たときの
第１の湾曲面の半径が、プレートに平行な方向から見た
ときの第２の湾曲面の半径よりも小さいことにより、入
力開口に比べて大なる口径の出力開口を有する貫通孔を
プレートに極めて容易に形成することができる。この結
果、電子の収集効率をより一層向上し得る構成のダイノ
ードを低製造コストで実現することができる。

【００１８】また、第１の湾曲面の中心は、プレートに
平行な方向から見てプレートの一方の面よりも内側に位
置していることが好ましい。このように、第１の湾曲面
の中心が、プレートに平行な方向から見てプレートの一
方の面よりも内側に位置することにより、入力開口に比
べて大なる口径の出力開口を有する貫通孔をプレートに
極めて容易に形成することができる。この結果、電子の
収集効率をより一層向上し得る構成のダイノードを低製
造コストで実現することができる。

【００１９】また、第２の湾曲面の中心は、プレートに
平行な方向から見てプレートの他方の面よりも内側、も
しくはプレートの他方の面上に位置していることが好ま
しい。このように、第２の湾曲面の中心が、プレートに
平行な方向から見てプレートの他方の面よりも内側、も
しくはプレートの他方の面上に位置することにより、入
力開口に比べて大なる口径の出力開口を有する貫通孔を
プレートに極めて容易に形成することができる。この結
果、電子の収集効率をより一層向上し得る構成のダイノ
ードを低製造コストで実現することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
によるダイノードの製造方法及び構造の好適な実施形態
について詳細に説明する。なお、各図において同一要素
には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態は、
本発明を放射線検出装置等に用いられる光電子増倍管に
適用した例を示している。

【００２１】図１は、第１実施形態に係る光電子増倍管
を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線に沿う断
面図である。これらの図面に示す光電子増倍管１は、略
正四角筒形状の金属製（たとえば、コバール金属製やス
テンレス製）の側管２を有し、この側管２の一側の開口
端Ａには、ガラス製（たとえば、コバールガラス製や石
英ガラス製）の受光面板３が融着固定されている。この
受光面板３の内表面には、光を電子に変換する光電面３
ａが形成され、この光電面３ａは、受光面板３に予め蒸
着させておいたアンチモンにアルカリ金属を反応させる
ことで形成される。また、側管２の開口端Ｂには、金属
製（たとえば、コバール金属製やステンレス製）のステ
ム板４が溶接固定されている。このように、側管２と受
光面板３とステム板４とによって密封容器５が構成さ
れ、この密封容器５は、高さが１０ｍｍ程度の極薄タイ
プのものである。なお、受光面板３の形状は、正方形に
限定されるものでは無く、長方形や六角形等の多角形で
あってもよい。

【００２２】また、ステム板４の中央には金属製の排気
管６が固定されている。この排気管６は、光電子増倍管
１の組立て作業終了後、密封容器５の内部を真空ポンプ
（図示せず）によって排気して真空状態にするのに利用
されると共に、光電面３ａの成形時にアルカリ金属蒸気
を密封容器５内に導入させる管としても利用される。

【００２３】密封容器５内には、ブロック状で積層タイ
プの電子増倍器７が設けられ、この電子増倍器７は、１
０枚（１０段）の板状のダイノード８を積層させた電子
増倍部９を有している。電子増倍器７は、ステム板４を
貫通するように設けられたコバール金属製のステムピン
１０によって密封容器５内で支持され、各ステムピン１
０の先端は各ダイノード８と電気的に接続されている。
また、ステム板４には、各ステムピン１０を貫通させる
ためのピン孔４ａが設けられ、各ピン孔４ａには、コバ
ールガラス製のハーメチックシールとして利用されるタ
ブレット１１が充填されている。各ステムピン１０は、
このタブレット１１を介してステム板４に固定される。
なお、各ステムピン１０には、ダイノード用のものとア
ノード用のものとがある。

【００２４】電子増倍器７には、電子増倍部９の下方に
位置してステムピン１０の上端に固定したアノード１２
が並設されている。また、電子増倍器７の最上段におい
て、光電面３ａと電子増倍部９との間には平板状の集束
電極板１３が配置されている。この集束電極板１３に
は、スリット状の開口部１３ａが複数本形成され、各開
口部１３ａは全て同一方向に延在した配列をなす。同様
に、電子増倍部９の各ダイノード８には、電子を増倍さ
せるためのスリット状電子増倍孔１４が複数本形成され
ることにより配列されている。ここで、電子増倍孔１４
は各請求項における貫通孔を構成している。

【００２５】そして、各ダイノード８の各電子増倍孔１
４を段方向にそれぞれ配列してなる各電子増倍経路Ｌ
と、集束電極板１３の各開口部１３ａとを一対一で対応
させることによって、電子増倍器７には、複数のチャン
ネルが形成されることになる。また、電子増倍器７に設
けられた各アノード１２は所定数のチャンネル毎に対応
するように８×８個設けられ、各アノード１２を各ステ
ムピン１０にそれぞれ接続させることで、各ステムピン
１０を介して外部に個別的な出力を取り出している。

【００２６】このように、電子増倍器７は、複数のリニ
ア型チャンネルを有している。そして、図示しないブリ
ーダ回路に接続した所定のステムピン１０によって、電
子増倍部９及びアノード１２には所定の電圧が供給さ
れ、光電面３ａと集束電極板１３とは、同じ電位に設定
され、各ダイノード８とアノード１２は、上段から順に
高電位の設定がなされている。したがって、受光面板３
に入射した光は、光電面３ａで電子に変換され、その電
子が、集束電極板１３と電子増倍器７の最上段に積層さ
れている第１段のダイノード８とによって形成される電
子レンズ効果により、所定のチャンネル内に入射するこ
とになる。そして、電子の入射したチャンネルにおい
て、電子は、ダイノード８の電子増倍経路Ｌを通りなが
ら、各ダイノード８で多段増倍されて、アノード１２に
入射し、所定のチャンネル毎に個別的な出力が各アノー
ド１２から送出されることになる。

【００２７】次に、上述したダイノード８の構成を、図
３〜図５に基づいて詳細に説明する。図３は、ダイノー
ド８を示す平面図であり、図４は、ダイノード８の要部
拡大平面図であり、図５は、ダイノード８の要部断面図
である。

【００２８】夫々のダイノード８は、表面が導電性を有
する１枚のプレート８ａからなる。各ダイノード８に
は、８列のチャンネル１５が形成されており、各チャン
ネル１５は、ダイノード８の外枠１６と仕切部１７とで
作り出されている。各チャンネル１５には、後述するよ
うにケミカルエッチング等を施すことにより、電子増倍
孔１４が集束電極板１３の開口部１３ａと同数本並設さ
れている。各電子増倍孔１４は、すべて同一方向に延在
し、紙面と垂直な方向に複数配列されている。また、電
子増倍孔１４同士は、線状の増倍孔境界部分１８で仕切
られている。仕切部１７の幅は、アノード１２同士の間
隔に対応して決定されると共に、増倍孔境界部分１８よ
り広い幅で形成されている。

【００２９】プレート８ａ（ダイノード８）の上面に
は、電子増倍孔１４の一端となる略長方形状（略０．１
９ｍｍ×略６．０ｍｍ）の入力開口１４ａが形成され、
下面には電子増倍孔１４の他端となる略長方形状（略
０．３ｍｍ×略６．０ｍｍ）の出力開口１４ｂが形成さ
れている。出力開口１４ｂは、入力開口１４ａに比べて
大なる口径に形成されている。本実施形態においては、
プレート８ａ（ダイノード８）の厚さｔは０．２ｍｍ程
度であり、電子増倍孔１４のピッチｐは０．５ｍｍ程度
である。

【００３０】電子増倍孔１４の内側面は、互いに対向す
る第１の湾曲面１９ａと第２の湾曲面１９ｂとを含んで
いる。第１の湾曲面１９ａは、入力開口１４ａに対向す
るように入力開口１４ａの縁部から延び、プレート８ａ
に平行な方向から見て所定の半径（たとえば、０．１１
ｍｍ程度）を有した略円弧状に形成されている。第２の
湾曲面１９ｂは、出力開口１４ｂに対向するように出力
開口１４ｂの縁部から延び、プレート８ａに平行な方向
から見て所定の半径（たとえば、０．１６ｍｍ程度）を
有した略円弧状に形成されている。第１の湾曲面１９ａ
には、アンチモン（Ｓｂ）の真空蒸着を施し、アルカリ
を反応させて２次電子放出層を形成している。

【００３１】本実施形態においては、第１の湾曲面１９
ａと第２の湾曲面１９ｂとは、第１の湾曲面１９ａを形
成するためのエッチング軌跡と第２の湾曲面１９ｂを形
成するためのエッチング軌跡とが重なるようにして形成
されている。また、第１の湾曲面１９ａの中心は、プレ
ート８ａに平行な方向から見てプレート８ａの一方の面
（上面）よりも内側に位置している。第２の湾曲面１９
ｂの中心は、プレート８ａに平行な方向から見てプレー
ト８ａの他方の面（下面）よりも内側に位置している。
なお、第２の湾曲面１９ｂの中心は、プレート８ａに平
行な方向から見てプレート８ａの他方の面（下面）上に
位置してもよい。

【００３２】各ダイノード８の外枠１６及び仕切部１７
の所定の位置にドーム状に形成されたガラス部３１を接
合して設けるようにしてもよい。この場合、ガラス部３
１は、１つの外枠１６あるいは仕切部１７に対して９
個、全８１個設けられている。ガラス部３１は、外枠１
６及び仕切部１７にガラスを塗布して硬化させることに
より接合されており、上向きに凸とされた略半円柱状の
ドーム形状を呈している。各ダイノード８は、ドーム状
に形成されたガラス部３１が接合された後に積層され
る。これにより、電子増倍部９は、ガラス部３１を介し
て各ダイノード８が積層されることにより構成されるこ
とになる。

【００３３】本実施形態においては、積層されたダイノ
ード８とガラス部３１とは略線接触することになり、ダ
イノード８とガラス部３１との接合面積が少なくなる。
この結果、ダイノード８の反りの発生を抑制することが
でき、ダイノード８の積層を容易に行うことができる。
また、外枠１６及び仕切部１７の所定の位置にドーム状
に形成されたガラス部３１を設けることにより、電子増
倍孔１４が配列された部分（チャンネル１５）の面積、
すなわち電子増倍器７（光電子増倍管１）における有感
受光面積の減少を抑制した上で、ダイノード８にガラス
部３１を接合することができる。

【００３４】次に、図６に基づいて、ダイノード８の製
造方法について説明する。ダイノード８は、プレート８
ａの上面及び下面に所定形状のエッチング防止用のマス
クを形成した後に、以下のようにして一枚のプレート８
ａにケミカルエッチングを施すことにより、貫通孔とし
ての電子増倍孔１４が形成される。プレート８ａに平行
な方向から見て所定の半径（たとえば、０．１１ｍｍ程
度）を有する略円弧状の第１の軌跡ｌ₁を描くように、
プレート８ａの一方の面（上面）側の所定部分をケミカ
ルエッチングして入力開口１４ａを形成する。また、プ
レート８ａに平行な方向から見て所定の半径（たとえ
ば、０．１６ｍｍ程度）を有すると共に、その中心ｍ₂
が第１の軌跡ｌ₁の中心ｍ₁に対してプレート８ａに平行
な方向にずれて位置しており、プレート８ａに平行な方
向から見て第１の軌跡ｌ₁と重なる略円弧状の第２の軌
跡ｌ₂を描くように、プレート８ａの他方の面（下面）
側の所定部分をケミカルエッチングして出力開口１４ｂ
を形成する。第１の軌跡ｌ₁の中心ｍ₁と第２の軌跡ｌ₂
の中心ｍ₂とのプレート８ａに平行な方向における間隔
ｃは、０．１６ｍｍ程度に設定されている。第１の軌跡
ｌ₁と第２の軌跡ｌ₂とを重ならせることにより、入力開
口１４ａと出力開口１４ｂを形成する際に、プレート８
ａに貫通孔（電子増倍孔１４）が形成されることにな
る。

【００３５】本実施形態においては、第１の軌跡ｌ₁の
中心ｍ₁を、プレート８ａに平行な方向から見てプレー
ト８ａの上面よりも内側に位置させており、プレート８
ａの上面から第１の軌跡ｌ₁の中心ｍ₁までの長さａを
０．０６ｍｍ程度に設定している。また、第２の軌跡ｌ
₂の中心ｍ₂を、プレート８ａに平行な方向から見てプレ
ート８ａの下面よりも内側に位置させており、プレート
８ａの下面から第２の軌跡ｌ₂の中心ｍ₂までの長さｂを
０．０３ｍｍ程度に設定している。なお、第２の軌跡ｌ
₂の中心ｍ₂を、プレート８ａに平行な方向から見てプレ
ート８ａの下面上に位置させるようにしてもよい。この
ように、

【００３６】第１の軌跡ｌ₁を描くようにプレート８ａ
をケミカルエッチングすることにより第１の湾曲面１９
ａが形成されることになる。プレート８ａの厚さｔに対
する第１の湾曲面１９ａのエッチング深度（ｅｄ₁／ｔ
×１００）は、図５に示されるように、８５％以上とな
る。

【００３７】また、第２の軌跡ｌ₂を描くようにプレー
ト８ａをケミカルエッチングすることにより第２の湾曲
面１９ｂが形成されることになる。プレート８ａの厚さ
ｔに対する第２の湾曲面１９ｂのエッチング深度（ｅｄ
₂／ｔ×１００）は、図５に示されるように、９０％以
上となる。

【００３８】次に、以上のように構成するダイノード８
を用いた電子増倍器７（電子増倍部９）の作用を図７に
基づいて説明する。

【００３９】図７は、電子増倍器７の電子増倍部９を構
成する複数段のダイノード８のうち、連続する３段を取
り出して示したものである。各段のダイノード８は、第
１の湾曲面１９ａ（第２の湾曲面１９ｂ）の湾曲の向き
が上段と下段で反転するように、プレート８ａの配置方
向を段毎に反転させて積層している。

【００４０】この状態で、各ダイノード８に所定の電圧
を印加すると、前段の出力開口１４ｂから電子増倍孔１
４内に湾曲して入り込む状態の等電位線と、後段の入力
開口１４ａから電子増倍孔１４内に湾曲して入り込む状
態の等電位線とが形成されることになる。ここで、出力
開口１４ｂは、入力開口１４ａに比べて大なる口径に形
成されているので、出力開口１４ｂから入り込む等電位
線、すなわちは２次電子を次段に導く制動電界は、電子
増倍孔１４内部に深く入り込む状態となる。この電子増
倍孔１４内部に深く入り込む状態となる。

【００４１】このように、電子増倍孔１４内への等電位
線の入り込みが深ければ、電子増倍孔１４内部の制動電
界が強くなり、前段のダイノード８の第１の湾曲面１９
ａの下部から放出された２次電子２１は、後段のダイノ
ード８に導かれる。

【００４２】なお、上述した実施形態においては、第１
の湾曲面１９ａと第２の湾曲面１９ｂとが、第１の湾曲
面１９ａを形成するためのエッチング軌跡と第２の湾曲
面１９ｂを形成するためのエッチング軌跡とが重なるよ
うにして形成されているが、これ以外の実施形態とし
て、第１の湾曲面１９ａと第２の湾曲面１９ｂとが、第
１の湾曲面１９ａを形成するためのエッチング軌跡と第
２の湾曲面１９ｂを形成するためのエッチング軌跡とが
接するようにして形成されていてもよい。

【００４３】以下、第１の湾曲面１９ａを形成するため
のエッチング軌跡と第２の湾曲面１９ｂを形成するため
のエッチング軌跡とが接している実施形態について、図
８〜図１０に基づいて説明する。

【００４４】図８に示されるように、プレート８ａ（ダ
イノード８）の上面には、電子増倍孔１４の一端となる
略長方形状（略０．１９ｍｍ×略６．０ｍｍ）の入力開
口１４ｃが形成され、下面には電子増倍孔１４の他端と
なる略長方形状（略０．３ｍｍ×略６．０ｍｍ）の出力
開口１４ｄが形成されている。出力開口１４ｄは、入力
開口１４ｃに比べて大なる口径に形成されている。本実
施形態においては、プレート８ａ（ダイノード８）の厚
さｔは０．２ｍｍ程度であり、電子増倍孔１４のピッチ
ｐは０．５ｍｍ程度である。

【００４５】電子増倍孔１４の内側面は、互いに対向す
る第１の湾曲面１９ｃと第２の湾曲面１９ｄとを含んで
いる。第１の湾曲面１９ｃは、入力開口１４ｃに対向す
るように入力開口１４ｃの縁部から延び、プレート８ａ
に平行な方向から見て所定の半径（たとえば、０．１１
ｍｍ程度）を有した略円弧状に形成されている。第２の
湾曲面１９ｄは、出力開口１４ｄに対向するように出力
開口１４ｄの縁部から延び、プレート８ａに平行な方向
から見て所定の半径（たとえば、０．１６ｍｍ程度）を
有した略円弧状に形成されている。第１の湾曲面１９ｃ
には、アンチモン（Ｓｄ）の真空蒸着を施し、アルカリ
を反応させて２次電子放出層を形成している。

【００４６】本実施形態においては、第１の湾曲面１９
ｃと第２の湾曲面１９ｄとは、第１の湾曲面１９ｃを形
成するためのエッチング軌跡と第２の湾曲面１９ｄを形
成するためのエッチング軌跡とが接するようにして形成
されている。また、第１の湾曲面１９ｃの中心は、プレ
ート８ａに平行な方向から見てプレート８ａの一方の面
（上面）よりも内側に位置している。第２の湾曲面１９
ｄの中心は、プレート８ａに平行な方向から見てプレー
ト８ａの他方の面（下面）よりも内側に位置している。
なお、第２の湾曲面１９ｄの中心は、プレート８ａに平
行な方向から見てプレート８ａの他方の面（下面）上に
位置してもよい。

【００４７】次に、図９に基づいて、ダイノード８の製
造方法について説明する。ダイノード８は、プレート８
ａの上面及び下面に所定形状のエッチング防止用のマス
クを形成した後に、以下のようにして一枚のプレート８
ａにケミカルエッチングを施すことにより、貫通孔とし
ての電子増倍孔１４が形成される。プレート８ａに平行
な方向から見て所定の半径（たとえば、０．１１ｍｍ程
度）を有する略円弧状の第１の軌跡ｌ₃を描くように、
プレート８ａの一方の面（上面）側の所定部分をケミカ
ルエッチングして入力開口１４ｃを形成する。また、プ
レート８ａに平行な方向から見て所定の半径（たとえ
ば、０．１６ｍｍ程度）を有すると共に、その中心ｍ₄
が第１の軌跡ｌ₃の中心ｍ₃に対してプレート８ａに平行
な方向にずれて位置しており、プレート８ａに平行な方
向から見て第１の軌跡ｌ₃と重なる略円弧状の第２の軌
跡ｌ₄を描くように、プレート８ａの他方の面（下面）
側の所定部分をケミカルエッチングして出力開口１４ｄ
を形成する。第１の軌跡ｌ₃の中心ｍ₃と第２の軌跡ｌ₄
の中心ｍ₄とのプレート８ａに平行な方向における間隔
ｈは、０．２３ｍｍ程度に設定されている。第１の軌跡
ｌ₃と第２の軌跡ｌ₄とを接させることにより、入力開口
１４ｃと出力開口１４ｄを形成する際に、エッチングに
よりプレート８ａが侵蝕され、プレート８ａに貫通孔
（電子増倍孔１４）が形成されることになる。

【００４８】本実施形態においては、第１の軌跡ｌ₃の
中心ｍ₃を、プレート８ａに平行な方向から見てプレー
ト８ａの上面よりも内側に位置させており、プレート８
ａの上面から第１の軌跡ｌ₃の中心ｍ₃までの長さｆを
０．０６ｍｍ程度に設定している。また、第２の軌跡ｌ
₄の中心ｍ₄を、プレート８ａに平行な方向から見てプレ
ート８ａの下面よりも内側に位置させており、プレート
８ａの下面から第２の軌跡ｌ₄の中心ｍ₄までの長さｇを
０．０３ｍｍ程度に設定している。なお、第２の軌跡ｌ
₄の中心ｍ₄を、プレート８ａに平行な方向から見てプレ
ート８ａの下面上に位置させるようにしてもよい。この
ように、

【００４９】第１の軌跡ｌ₃を描くようにプレート８ａ
をケミカルエッチングすることにより第１の湾曲面１９
ｃが形成されることになる。プレート８ａの厚さｔに対
する第１の湾曲面１９ｃのエッチング深度（ｅｄ₃／ｔ
×１００）は、図５に示されるように、８５％以上とな
る。

【００５０】また、第２の軌跡ｌ₄を描くようにプレー
ト８ａをケミカルエッチングすることにより第２の湾曲
面１９ｄが形成されることになる。プレート８ａの厚さ
ｔに対する第２の湾曲面１９ｄのエッチング深度（ｅｄ
₄／ｔ×１００）は、図５に示されるように、９０％以
上となる。

【００５１】次に、以上のように構成するダイノード８
を用いた電子増倍器７（電子増倍部９）の作用を図１０
に基づいて説明する。

【００５２】図１０は、電子増倍器７の電子増倍部９を
構成する複数段のダイノード８のうち、連続する３段を
取り出して示したものである。各段のダイノード８は、
第１の湾曲面１９ｃ（第２の湾曲面１９ｄ）の湾曲の向
きが上段と下段で反転するように、プレート８ａの配置
方向を段毎に反転させて積層している。

【００５３】この状態で、各ダイノード８に所定の電圧
を印加すると、前段の出力開口１４ｄから電子増倍孔１
４内に湾曲して入り込む状態の等電位線と、後段の入力
開口１４ｃから電子増倍孔１４内に湾曲して入り込む状
態の等電位線とが形成されることになる。ここで、出力
開口１４ｄは、入力開口１４ｃに比べて大なる口径に形
成されているので、出力開口１４ｄから入り込む等電位
線、すなわちは２次電子を次段に導く制動電界は、電子
増倍孔１４内部に深く入り込む状態となる。この電子増
倍孔１４内部に深く入り込む状態となる。

【００５４】このように、電子増倍孔１４内への等電位
線の入り込みが深ければ、電子増倍孔１４内部の制動電
界が強くなり、前段のダイノード８の第１の湾曲面１９
ｃの下部から放出された２次電子２１は、後段のダイノ
ード８に導かれる。

【００５５】このように、上述した実施形態のダイノー
ド８によれば、電子増倍孔１４の内側面が上述したよう
な第１の湾曲面１９ａ，１９ｃと第２の湾曲面１９ｂ，
１９ｄとを含んでいることから、一枚のプレート８ａに
電子増倍孔１４を形成することが可能となり、２枚のプ
レートの設計、及び、プレートの接合工程が不要となり
ダイノード８の製造コストを低減することができる。ま
た、２枚のプレートを接合することがないことから、上
述したような接合時のプレートの位置ずれが生じること
はなく、更に、出力開口１４ｂ，１４ｄが入力開口１４
ａ，１４ｃに比べて大なる口径に形成されているので、
放出された２次電子２１が次段のダイノード８に適切に
導かれることになり、電子の収集効率を向上することが
できる。

【００５６】また、第１の湾曲面１９ａ，１９ｃと第２
の湾曲面１９ｂ，１９ｄとは、第１の湾曲面１９ａ，１
９ｃを形成するためのエッチング軌跡（第１の軌跡
ｌ₁，ｌ₃）と第２の湾曲面１９ｂ，１９ｄを形成するた
めのエッチング軌跡（第１の軌跡ｌ₂，ｌ₄）とが接する
もしくは重なるようにして形成されていることにより、
電子増倍孔１４を容易に形成することができ、ダイノー
ド８の製造コストをより一層低減することができる。

【００５７】また、プレート８ａに平行な方向から見た
ときの第１の湾曲面１９ａ，１９ｃの半径は、プレート
８ａに平行な方向から見たときの第２の湾曲面１９ａ，
１９ｃの半径よりも小さいことにより、入力開口１４
ａ，１４ｃに比べて大なる口径の出力開口１４ｂ，１４
ｄを有する電子増倍孔１４をプレート８ａに極めて容易
に形成することができる。この結果、電子の収集効率を
より一層向上し得る構成のダイノード８を低製造コスト
で実現することができる。

【００５８】また、第１の湾曲面１９ａ，１９ｃの中心
は、プレート８ａに平行な方向から見てプレート８ａの
上面よりも内側に位置していることにより、入力開口１
４ａ，１４ｃに比べて大なる口径の出力開口１４ｂ，１
４ｄを有する電子増倍孔１４をプレート８ａに極めて容
易に形成することができる。この結果、電子の収集効率
をより一層向上し得る構成のダイノード８を低製造コス
トで実現することができる。

【００５９】また、第２の湾曲面１９ａ，１９ｃの中心
は、プレート８ａに平行な方向から見てプレート８ａの
下面よりも内側、もしくはプレート８ａの下面上に位置
していることにより、入力開口１４ａ，１４ｃに比べて
大なる口径の出力開口１４ｂ，１４ｄを有する電子増倍
孔１４をプレート８ａに極めて容易に形成することがで
きる。この結果、電子の収集効率をより一層向上し得る
構成のダイノード８を低製造コストで実現することがで
きる。

【００６０】また、上述した実施形態のダイノード８の
製造方法によれば、一枚のプレート８ａに対して、上述
した形状の第１の軌跡ｌ₁，ｌ₃を描くようにプレート８
ａの上面側の所定部分をケミカルエッチングして入力開
口１４ａ，１４ｃを形成する一方、上述した形状の第２
の軌跡ｌ₂，ｌ₄を描くようにプレート８ａの下面側の所
定部分をケミカルエッチングして出力開口１４ｂ，１４
ｄを形成するので、一枚のプレート８ａに電子増倍孔１
４を形成することが可能となる。これにより、２枚のプ
レートの設計、及び、プレートの接合工程が不要となり
ダイノードの製造コストを低減することができる。ま
た、２枚のプレートを接合することがないことから、上
述したような接合時のプレートの位置ずれが生じること
はなく、放出された２次電子２１を次段のダイノード８
に適切に導くことができ、電子の収集効率の悪化を抑制
することができる。

【００６１】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではなく、上述した数値、形状等も適宜変更して設
定することができ、また、本実施形態は、光電面３ａを
備えた光電子増倍管１に適用した例を示しているが、も
ちろん本発明は電子増倍管にも適用することができる。
また、ケミカルエッチング以外のエッチング技術を用い
るようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、電子の収集効率の悪化を抑制し、製造コストを
低減することが可能なダイノードの製造方法及び構造を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光電子増倍管を示す斜
視図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る光電子増倍管に含まれ
る、ダイノードを示す平面図である。

【図４】本発明の実施形態に係る光電子増倍管に含まれ
る、ダイノードの要部拡大平面図である。

【図５】本発明の実施形態に係る光電子増倍管に含まれ
る、ダイノードの要部断面図である。

【図６】本発明の実施形態に係る光電子増倍管に含まれ
る、ダイノードの製造方法を説明するための図である。

【図７】本発明の実施形態に係る光電子増倍管に含まれ
る、電子増倍部における電子軌道を示す図である。

【図８】ダイノードの他の実施形態を示す要部断面図で
ある。

【図９】図８に示されたダイノードの製造方法を説明す
るための図である。

【図１０】図８に示されたダイノードが積層された電子
増倍部における電子軌道を示す図である。

【符号の説明】

１…光電子増倍管、７…電子増倍器、８…ダイノード、
８ａ…プレート、９…電子増倍部、１４…電子増倍孔、
１４ａ，１４ｃ…入力開口、１４ｂ，１４ｄ…出力開
口、１９ａ…第１の湾曲面、１９ｂ…第２の湾曲面、１
９ｃ…第１の湾曲面、１９ｄ…第２の湾曲面、２１…２
次電子、ｌ₁，ｌ₃…第１の軌跡、ｌ₂，ｌ₄…第２の軌
跡、ｍ₁，ｍ₃…第１の軌跡の中心、ｍ₂，ｍ₄…第２の軌
跡の中心。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一枚のプレートに、一端を入力開口と
   し、他端を出力開口とする貫通孔を形成するダイノード
   の製造方法であって、 前記プレートに平行な方向から見て所定の半径を有する
   略円弧状の第１の軌跡を描くように、前記プレートの一
   方の面側の所定部分をエッチングして前記入力開口を形
   成し、 前記プレートに平行な方向から見て所定の半径を有する
   と共に、その中心が前記第１の軌跡の中心に対して前記
   プレートに平行な方向にずれて位置しており、前記プレ
   ートに平行な方向から見て前記第１の軌跡と接するもし
   くは重なる略円弧状の第２の軌跡を描くように、前記プ
   レートの他方の面側の所定部分をエッチングして前記出
   力開口を形成することを特徴とするダイノードの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記第１の軌跡の半径を前記第２の軌跡
   の半径よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記
   載のダイノードの製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１の軌跡の中心を、前記プレート
   に平行な方向から見て前記プレートの前記一方の面より
   も内側に位置させることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載のダイノードの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２の軌跡の中心を、前記プレート
   に平行な方向から見て前記プレートの前記他方の面より
   も内側、もしくは前記プレートの前記他方の面上に位置
   させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
   一項に記載のダイノードの製造方法。
5. 【請求項５】 一枚のプレートに、一端を入力開口と
   し、他端を出力開口とする貫通孔が形成されたダイノー
   ドの構造であって、 前記貫通孔の内側面は、互いに対向する第１の湾曲面と
   第２の湾曲面とを含み、 前記第１の湾曲面は、前記入力開口に対向するように前
   記入力開口の縁部から延び、前記プレートに平行な方向
   から見て所定の半径を有した略円弧状に形成され、 前記第２の湾曲面は、前記出力開口に対向するように前
   記出力開口の縁部から延び、前記プレートに平行な方向
   から見て所定の半径を有した略円弧状に形成され、 前記出力開口は、前記入力開口に比べて大なる口径に形
   成されていることを特徴とするダイノードの構造。
6. 【請求項６】 前記第１の湾曲面と前記第２の湾曲面と
   は、前記第１の湾曲面を形成するための軌跡と前記第２
   の湾曲面を形成するための軌跡とが接するもしくは重な
   るようにして形成されていることを特徴とする請求項５
   に記載のダイノードの構造。
7. 【請求項７】 前記プレートに平行な方向から見たとき
   の前記第１の湾曲面の半径は、前記プレートに平行な方
   向から見たときの前記第２の湾曲面の半径よりも小さい
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のダイノ
   ードの構造。
8. 【請求項８】 前記第１の湾曲面の中心は、前記プレー
   トに平行な方向から見て前記プレートの前記一方の面よ
   りも内側に位置していることを特徴とする請求項５〜請
   求項７のいずれか一項に記載のダイノードの構造。
9. 【請求項９】 前記第２の湾曲面の中心は、前記プレー
   トに平行な方向から見て前記プレートの前記他方の面よ
   りも内側、もしくは前記プレートの前記他方の面上に位
   置していることを特徴とする請求項５〜請求項８のいず
   れか一項に記載のダイノードの構造。