JP2015511061A - 広範なダイナミックレンジを備えた光電子増倍管 - Google Patents

Abstract

本開示は、広範なダイナミックレンジを備えた光電子増倍管に関する。多様な実施形態によれば、反発電界を光電陰極と複数のダイノードとの間に導入して、低エネルギー電子を跳ね返すかまたは遮断することにより、低エネルギー電子がダイノードに到達するかまたはダイノードによって増倍される事態を回避する。その結果、電流ピークと電流低下との間の時間間隔が低減する。なぜならば、光増倍器電流は、入射照明対低エネルギー電子に応答して光電陰極から出射される高エネルギー電子によって主に影響を受けるからである。低エネルギー電子のうちいくつかは、光電陰極へ照明が入射しなくなった後、ダングリングボンドまたは低速の表面状態から発生し得る。よって、光電子増倍管のダイナミックレンジおよび光応答性が相応に増加する。

Description

優先権
本出願は、米国仮出願シリアル番号第６１／６１２，８３０号（名称「ＰＭＴ ＷＩＴＨ ＥＸＴＥＮＤＥＤ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ」、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｅａｔｏｎ、出願日：２０１２年、３月１９日）に対する優先権を主張する。同出願は、現在同時係属中であるかまたは上記出願の出願日による恩恵を受ける同時係属中の出願である。

本開示は、主に光電子増倍管の分野に関し、より詳細には、光電子増倍管のダイナミックレンジを拡張するシステムおよび方法に関する。

光電子増倍管（ＰＭＴ）は光検出器であり、低輝度照明（イルミネーション：光）の検出が可能である。そのため、ＰＭＴは、多数の低輝度用途において用いられる（例を非限定的に挙げると、細胞画像化、バイオ診断計装、半導体ウェーハ検査、粒子カウント、核医学、放射線探知、量子暗号、および微光画像化（例えば、セキュリティカメラまたは光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システム））。ＰＭＴは、赤外線（ＩＲ）範囲〜紫外線（ＵＶ）範囲の波長を有する低エネルギー光子ならびに高エネルギー光子（例えば、Ｘ線またはガンマ光線）を検出するために用いられてきた。

ＰＭＴは、光電陰極と、（電子増倍管を構成している）複数のダイノードと、陽極とを主に含む。照明（イルミネーション：光）がＰＭＴの入射窓に入射すると、入射照明からの光子が光電陰極の表面に衝突し、光電子へ変換され、その後、複数のダイノードによって描かれた（規定された）経路を通じて高電界によって加速される。これらの光電子は、ダイノードからの二次電子放射によって増倍された後、陽極によって収集される。陽極によって受容された電子に起因して、入射照明の輝度と関連付けられた電流が発生する。

ＰＭＴ構成と、電極へ印加される電圧とに応じて、ＰＭＴは、単一光子カウントモードおよびアナログまたは比例モードにおいて動作することが可能な検出器として機能することができる。加えて、ＰＭＴは一般的には大型の感知領域を有し、応答性が高く、高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を持ち得る。用途によっては、ＰＭＴは、（ａｔｔｏｗａｔｔ（10^-18倍ワット：アトワット）未満の）単一光子〜数十億個の光子（ピコワット〜ナノワット）の入射照明測距を秒毎に検出するために用いられる。

しかし、既存のＰＭＴの場合、いくつかの技術水準および新たな用途において必要とされるダイナミックレンジ要求を満足していない。ダイナミックレンジは、輝度ピーク（すなわち、入射照明に起因する電流の急激な上昇）に起因して発生する電流の持続の緩やかな減衰により制限される。その結果、既存のＰＭＴの場合、極めて急激かつ動的に変化する入射照明に対する感度（すなわち、光応答性）が不適切でもある。例えば、一次の（極めて高輝度の）ピークからの電流の持続を十分に減衰させるための時間（分離のための時間）が不十分である場合、極めて高い輝度ピーク後の低輝度ピークを検出することが困難な場合がある。

本開示は、技術水準における１つ以上の不利点を解消する光電子増倍管に関する。

一局面において、本開示は、光電子増倍管に関する。この光電子増倍管は、入射照明に応答して電子を出射するように構成された光電陰極と、光電陰極から受容された電子を増倍するように構成された複数のダイノードと、複数のダイノードによって増倍された電子を受容するように構成された陽極と、光電陰極から出射された電子の一部（すなわち、低エネルギー電子）が複数のダイノードによって受容される事態を回避するように構成された制御格子とを含む。

別の局面において、本開示は、少なくとも１つの照明光源および少なくとも１つの検出器を含む検査システムに関する。検出器は、光電子増倍管を含む。照明光源は、照明経路に沿ってサンプル表面の少なくとも一部へと方向付けられた照明によりサンプルを照射するように、構成される。検出器は、検出器への収集経路に沿ってサンプルから照明散乱または反射された照明を受容するように、構成される。検出器と通信する少なくとも１つの計算システムは、サンプルからの検出器によって受容された照明に基づいたサンプルの少なくとも１つの欠陥と関連付けられる情報を決定するように、構成される。

さらに別の局面において、本開示は、光電子増倍管のダイナミックレンジを拡張する方法に関する。この方法は、入射照明に応答して電子を出射するように構成された光電陰極を設けるステップと、光電陰極から受容された電子を増倍するように構成された複数のダイノードを設けることと、複数のダイノードによって増倍された電子を受容するように構成された陽極を設けるステップと、光電陰極から出射された電子の一部が複数のダイノードによって受容される事態を回避するための反発電界を導入するステップとを少なくとも含む。この方法は、本明細書中に記載される光電子増倍管および／または検査システムの実施形態によって具現化され得る。しかし、いくつかの実施形態においては、方法の１つ以上のステップは、当該分野において公知のさらなる手段または代替的手段によって達成され得る。よって、本方法は、上記のステップおよび以下にさらに詳述するステップを実行するための適切な手段を包含するものとして広範に解釈されるべきである。

上記の一般的記述および以下の詳細な説明はひとえに例示的かつ説明的なものであり、本開示を必ずしも制限するものではないことが理解されるべきである。添付図面は、本明細書中において援用されかつ本明細書の一部を構成するものであり、本開示の内容を例示する。本記載および図面は共に、本開示の原理を説明する役割を担う。

当業者であれば、添付図面を参照すれば、本開示の多数の利点をより深く理解し得る。

本開示の実施形態による光電子増倍管のブロック図である。 本開示の別の実施形態による光電子増倍管のブロック図である。 本開示の実施形態による検査システムのブロック図である。 本開示の実施形態による光電子増倍管のダイナミックレンジを拡張する方法のフロー図である。

以下、添付の図面に例示される開示の内容について詳しく説明する。

図１Ａおよび図１Ｂは、本開示による光電子増倍管（ＰＭＴ）１００の実施形態を示す。多様な実施形態によれば、ＰＭＴ１００は、光電陰極１０２と、複数のダイノード１０４と、陽極１０６とを少なくとも含む。照明（イルミネーション：光）がＰＭＴ１００の入射窓に入射すると、入射照明からの光子が光電陰極１０２の表面に衝突する。光電陰極１０２は、入射照明に応答して電子を出射するように構成され、その後、これらの電子は、複数のダイノード１０４を含む増倍管１０１を通じて加速される。これらのダイノード１０４は、ダイノード１０４のうち１つ以上との電子衝突からの二次電子放射を介して増倍管１０１内を流れる電子の数を増倍するように、構成される。例えば、光電陰極１０２からの電子が一次ダイノード１０４Ａと衝突すると、これらの電子は増倍され、第２のダイノード１０４Ｂへと方向付けられる。第２のダイノード１０４Ｂはその後これらの電子をさらに増倍するといった具合に処理が継続する。陽極１０６は、増倍された電子を受容するように構成され、よって電流スパイク（すなわち、輝度ピーク）を検出することができる。このような増倍の結果、輝度ピークは、入射照明の輝度と比例関係を示し得る。

いくつかの光電子増倍管において、輝度ピークの後も電流持続が検出される場合が多い。輝度ピークの停止時において時定数が長くなるかまたは一連の時定数が増加するにつれて、このような電流持続は減衰する場合が多い。このような減衰の遅延の原因として、光電陰極１０２の表面に存在する低エネルギー表面状態（例えば、ダングリングボンド）がある。例えば、入射照明から発生するいくつかの電子は、入射照明の直後の増倍器真空管１０１中への解放のためのエネルギーが不十分である場合がある。その代わりに、これらの低エネルギー電子は、低エネルギー表面状態に捕らわれる場合がある。光電陰極１０２の照明の停止後、入射照明以外の源（例えば、熱電子励起）から得られたエネルギーに起因して、捕らわれた電子のうち一部が表面状態から放出される場合がある。そのような場合、照明後の出射に起因して、入射照明に関連する輝度ピークからの初期降下の後、電流減衰が遅延し得る。例えば、入射照明に起因して、輝度ピークがノイズフロアを約１００ｄＢだけ超える場合があり、その後、（照明が消された後に）４０〜５０ｄＢだけ降下し、その後、電流減衰が遅延する（時定数が長くなる）。上記の例に示すように、ダイナミックレンジが照明後の電子放射によって実質的に限定され得る（例えば、範囲全体の半分未満）。本明細書中、上記の例示的な値は例示目的のためであり、本開示をいかようにも制限しないことが理解されるべきである。

低エネルギー電子の照明後出射からの電流持続の軽減のために、上記したように、ＰＭＴ１００は、制御格子１０８を含む。制御格子１０８は、低エネルギー電子のうち少なくとも一部がダイノード１０４に到達し、ＰＭＴ電流に貢献する事態を回避するように、構成される。制御格子１０８は、光電陰極１０２と複数のダイノード１０４の一次ダイノード１０４Ａとの間に反発電界を提供するように構成された任意の手段を含み得る。よって、運動エネルギーレベルが閾値を下回る光電陰極１０２から放出された電子は、電界によって跳ね返されるため、これらの低エネルギー電子は、ダイノード１０４を通じて増倍管１０１に沿って加速されない。いくつかの実施形態において、ＰＭＴ１００の構成は、従来の真空三極管の構成と同様であり、従来の真空三極管の平板電極の代わりに一次ダイノード１０４Ａが用いられる。しかし、ＰＭＴ１００の制御格子１０８は、光電陰極１０２から出射された低エネルギー電子によってＰＭＴ陽極電流が影響を受ける事態を回避するために反発電界を導入する目的のために用いられる。

制御格子１０８は、少なくとも１つの導体を含み得る（例えば、光電陰極１０２の近隣に設けられた細線メッシュ）。いくつかの実施形態において、制御格子１０８は、光電陰極１０２に対して実質的に平行に方向付けられる。制御格子１０８は、光電陰極１０２に対して負である選択電位を少なくとも１つの導電性表面上において搬送して、光電陰極１０２からの低エネルギー（照明後の）電子放射を跳ね返すための電界を生成するように、構成され得る。しかし、選択電位は、高エネルギー電子（すなわち、入射照明の直後に発生するもの）がその結果得られる電界を横断し、加速してダイノード１０４を通じて陽極１０６へ到達することができるように、十分に低い。その結果、表面状態の熱励起に起因して光電陰極１０２から放出された電子がＰＭＴ電流に貢献する事態が回避される。これにより、ダイナミックレンジが増大する。なぜならば、入射照明からの輝度ピークの後で、電流が急速に減衰するからである（すなわち、電流の急激な上昇後、ノイズフロアまで急激に下降する）。

いくつかの実施形態において、入射照明によって解放される光電子を可能にする選択電位は、方程式Ｅ_ｋ＝ｈν−ｗを用いて決定することができる。式中、エネルギーＥ_ｋを有する電子は、制御格子１０８によって導入される電界を横断可能にされ、ｈはプランク定数であり、νは、入射照明の周波数であり、ｗは、金属の仕事関数である。例えば、セシウムテルライド光電陰極１０２の仕事関数が約１．５ｅＶである場合、一次単分子層から放出される高エネルギーまたは一次電子は、入射照明が波長約２６６ｎｍと共に印加された場合において約運動エネルギーＥ_ｋ＝３ｅＶを持ち得る。そのため、制御格子１０８は、光電陰極１０２に対して約−０．５〜−１Ｖの電位で動作することができ、これにより、一次電子の跳ね返しを回避することができる。しかし、制御格子１０８から発生する電界が一次ダイノード１０４Ａから発生する電界へ印加されると、陰極１０２の表面への正味の反発力が得られ、これにより、低エネルギー表面状態からの解放により発生する低エネルギー電子が跳ね返される。上記の例は、あくまで例示目的のためのものであり、本開示をいかようにも制限しない。制御格子１０８へ印加される選択電位は、当該実行様態によって異なることが理解される。

図１Ｂに示すいくつかの実施形態において、ＰＭＴ１００は、制御格子１０８と一次ダイノード１０４Ａとの間に配置された加速格子１１０をさらに含み得る。加速格子１１０は、一次電子を制御格子１０８を越えて一次ダイノード１０４Ａへと移動させるための低加速場を提供するように、構成され得る。いくつかの実施形態において、加速格子１１０は、一次ダイノード１０４Ａの高電位から制御格子１０８を遮断するように、さらに構成される。例えば、加速格子１１０は、一次ダイノード１０４Ａの高電位（例えば、約＋５０〜＋１００Ｖ）よりも低い電位（例えば、約＋１５Ｖ）で動作し得る。いくつかの実施形態において、制御格子１０８の導電性表面はさらに、加速格子１１０および／またはダイノード１０４の加速場を通じて電子集束を可能にするような形状にされる。例えば、制御格子１０８は、制御格子１０８によって導入された電界を横断する電子を集束させる選択曲率と共に構成された細線メッシュを含み得る。

図２に示す検査システム２００は、本開示の実施形態によるＰＭＴ１００を用いる。検査システム２００は、サンプル２０２（例えば、半導体ウェーハ、マスク、または非半導体サンプル）の表面から反射、散乱かつ／または放射された照明を検出するためにＰＭＴを用いた任意のシステムを含み得る。例えば、検査システム２００の例を非限定的に挙げると、暗視野検査または画像化システムがある。

検査システム２００は、サンプル２０２を支持するように構成されたステージ２０４を含み得る。いくつかの実施形態において、ステージ２０４は、サンプル２０２を選択位置または方向へ作動させるように、さらに構成される。例えば、ステージ２０４は、少なくとも１つのアクチュエータ（例えば、モータまたはサーボ）を含み得るかまたは機械的に接続され得る。これらの少なくとも１つのアクチュエータは、いくつかが当該分野において公知である選択検査または画像化アルゴリズムに従って位置決め、集束および／または走査を行うためにサンプル２０２を平行移動または回転させるように、構成される。

システム２００は、照明光源２０６をさらに含み得る。照明光源２０６は、１つ以上の照明光学素子２０８によって描かされる照明経路に沿って照明をサンプル２０２の表面へ提供するように、構成される。いくつかの実施形態において、照明経路は、ビームスプリッター２１０をさらに含む。ビームスプリッター２１０は、照明の少なくとも一部をサンプル２０２の表面へ方向付け、サンプル２０２の表面から反射、散乱または放射された照明を１つ以上の収集光学素子２１２によって描かれた収集経路に沿って（上記したような）ＰＭＴ１００を含む検出器２１４へ方向付けるように、構成される。本明細書中において用いられる「照明光学素子」および「収集光学素子」という用語は、光学要素の任意の組み合わせを含む（例を非限定的に挙げると、焦点レンズ、回折要素、分極要素、光ファイバー）。

検査システム２００は、検出器２１４へ通信可能に接続された少なくとも１つの計算システム２１６をさらに含み得る。計算システム２１６の例を非限定的に挙げると、パーソナル計算システム、メインフレーム計算システム、ワークステーション、画像コンピューター、並列プロセッサ、または当該分野において公知の任意の処理デバイスがある。一般的に、「計算システム」という用語は、少なくとも１つのキャリア媒体２１８からのプログラム命令２２０を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを広範に含み得る。

計算システム２１６は、検出器２１４によって収集される照明に関連する情報（例えば、画像フレーム、画素、輝度測定）を受容するように、構成され得る。計算システム２１６は、収集された情報を用いて、当該分野において公知の多様な検査、画像化および／またはサンプル分析アルゴリズムを行うようにさらに構成され得る。例えば、計算システム２１６は、サンプル２０２の１つ以上の欠陥の探知および／または１つ以上の欠陥と関連付けられたレビュー画像の生成を行うように、構成され得る。いくつかの実施形態において、計算システム２１６は、１つ以上の欠陥（例えば、明視野または暗視野欠陥、欠陥の空間特性）を特徴付けるように、さらに構成され得る。いくつかの実施形態において、計算システム２１６は、本明細書中に記載される多様なステップまたは機能を実行するかまたはその実行を制御するように、さらに構成され得る。例えば、計算システム２１６は、ＰＭＴ１００（例えば、多様な端末へ印加される電圧）、照明光源２０６および／または１つ以上のステージアクチュエータを制御するように、構成され得る。

図３は、ＰＭＴ１００に広範なダイナミックレンジを提供する方法３００のフロー図である。しかし、ＰＭＴ１００の上記実施形態に記載の代替物を通じて、方法３００の１つ以上のステップを達成することが可能であることが企図される。よって、方法３００は、以下のステップを実行するための当該分野において公知の任意の手段を包含することが意図される。

ステップ３０２〜３０６において、ＰＭＴ１００の典型的な構造が提供される。ＰＭＴ１００は、光電陰極１０２と、増倍管１０１内に配置された複数のダイノード１０４と、陽極１０６とを含む。上記したように、光電陰極１０２は、入射照明に応答して電子を出射し得る。その後、これらの電子は、増倍管１０１を通じて加速され、ダイノード１０４による二次出射を介して増倍される。増倍された電子が陽極１０６によって受容されると、ＰＭＴ１００からの検出された電流が急激に上昇する。ステップ３０８において、弱い反発電界が、制御格子１０８または当該分野において公知の任意の機能的均等物を介して導入される。反発場により、光電陰極１０２から出射された低エネルギー電子が増倍管１０１を通じてダイノード１０４から陽極１０６へと加速される事態が回避される。ここで、照明後の熱励起に起因して出射され得る低エネルギー電子は、光電陰極１０２に入射しなくなるため、ＰＭＴ１００から検出された電流へ影響することも回避される。その結果、入射照明に起因する輝度ピークに急速な電流減衰が追随するため、広範なダイナミックレンジが可能となる。

方法３００は、システム１００またはシステム２００の上記実施形態について述べた機能を実行するための１つ以上のステップをさらに含み得る。よって、上記のステップは、方法の実施形態の例示であり、限定的なものとして解釈されるべきではない。当業者であれば、本明細書中に記載されるプロセス、システムおよび／または他の技術が影響を受け得る多様な手段が存在する（例えば、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアの多様な組み合わせ）ことをさらに理解する。好適な手段は、実行様態の文脈に応じて異なる。

本明細書中において述べたようなステップまたは機能を実行するためのプログラム命令は、キャリア媒体を介して送ってもよいし、あるいはキャリア媒体上に保存してもよい。いくつかの実施形態において、キャリア媒体は、伝送媒体（例えば、ワイヤ、ケーブル、または無線伝送リンク）を含み得る。いくつかの実施形態において、キャリア媒体は、保存媒体を含み得る（例えば、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気ディスクまたは光ディスクまたは磁気テープ）。

本明細書中に記載されるステップまたは機能のうちいくつかにおいて、保存媒体による結果の保存が必要となる。これらの結果は、本明細書中に記載される任意の収集情報または決定情報を含み得、当該分野において公知の任意の様態で保存され得る。結果の保存後、保存媒体からの結果へのアクセスが可能となり、結果を本明細書中に記載される方法またはシステムの実施形態のうち任意のものに用いることができる。これらの本明細書中に記載される方法またはシステムの実施形態は、ユーザへの表示のためにフォーマットされ、別のソフトウェアモジュール、方法またはシステムなどによって用いられる。さらに、これらの結果の保存は、永久的に行ってもよいし、半永久的に行ってもよいし、あるいは一時的に行ってもよい（すなわち、一定の期間または不確定の期間にわたって行うことができる）。例えば、保存媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり得、これらの結果は、保存媒体中において必ずしも不確定の期間、持続するわけではない。

本発明の特定の実施形態について例示してきたが、当業者であれば、多様な改変例および本発明の実施形態を上記開示の範囲および意図から逸脱することなく為すことが可能であることが明らかである。よって、本発明の範囲は、本明細書中に添付される特許請求の範囲のみによって制限される。

Claims (23)

1. 光電子増倍管であって、
   入射照明に応答して電子を出射するように構成された光電陰極と、
   前記光電陰極から受容された電子を増倍するように構成された複数のダイノードと、
   前記複数のダイノードによって増倍された電子を受容するように構成された陽極と、
   前記光電陰極から出射された前記電子の一部が前記複数のダイノードによって受容される事態を回避するように構成された制御格子と、
   を含む、光電子増倍管。
2. 前記制御格子は、前記光電陰極と、前記複数のダイノードの一次ダイノードとの間に配置される、請求項１に記載の光電子増倍管。
3. 前記制御格子は、前記光電陰極に対して実質的に平行に配置される、請求項２に記載の光電子増倍管。
4. 前記制御格子と前記一次ダイノードとの間に配置された加速格子、
   をさらに含む、請求項２に記載の光電子増倍管。
5. 前記制御格子は、前記光電陰極の電位に相対して負の電位を搬送するように構成された導体を含む、請求項１に記載の光電子増倍管。
6. 前記導体はワイヤメッシュを含む、請求項５に記載の光電子増倍管。
7. 前記導体は、前記光電陰極の電位に相対して約−０．５Ｖ〜−１Ｖの範囲の電位を搬送するように、構成される、請求項５に記載の光電子増倍管。
8. 前記導体の少なくとも１つの表面上の前記負の電位から発生する反発電界は、閾値運動エネルギーレベルを下回る運動エネルギーレベルの電子が前記複数のダイノードに到達する事態を回避するように、構成される、請求項５に記載の光電子増倍管。
9. 検査システムであって、
   サンプルを照射するように構成された少なくとも１つの照明光源と、
   前記サンプルから散乱、反射または放射された照明を受容するように構成された少なくとも１つの検出器であって、前記少なくとも１つの検出器は、光電子増倍管を含み、前記光電子増倍管は、
   前記サンプルから受容された前記照明に応答して電子を出射するように構成された光電陰極と、
   前記光電陰極から受容された電子を増倍するように構成された複数のダイノードと、
   前記複数のダイノードによって増倍された電子を受容するように構成された陽極と、
   前記光電陰極から出射された前記電子の一部が前記複数のダイノードによって受容される事態を回避するように構成された制御格子と、
   を含む、少なくとも１つの検出器と、
   前記少なくとも１つの検出器と通信する少なくとも１つの計算システムであって、前記少なくとも１つの計算システムは、前記サンプルの少なくとも１つの欠陥に関連する情報を前記少なくとも１つの検出器が前記サンプルから受容した前記照明に基づいて決定するように、構成される、少なくとも１つの計算システムと、
   を含む、検査システム。
10. 前記制御格子は、前記光電陰極と、前記複数のダイノードの一次ダイノードとの間に設けられる、請求項９に記載の検査システム。
11. 前記制御格子は、前記光電陰極に対して実質的に平行に配置される、請求項１０に記載の検査システム。
12. 前記光電子増倍管は、
    前記制御格子と前記一次ダイノードとの間に配置された加速格子、
    をさらに含む、請求項９に記載の検査システム。
13. 前記制御格子は、前記光電陰極の電位に相対して負の電位を搬送するように構成された導体を含む、請求項９に記載の検査システム。
14. 前記導体はワイヤメッシュを含む、請求項１３に記載の検査システム。
15. 前記導体は、前記光電陰極の前記電位に相対して約−０．５Ｖ〜−１Ｖの範囲の電位を搬送するように、構成される、請求項１３に記載の検査システム。
16. 前記導体の少なくとも１つの表面上の前記負の電位から発生する反発電界は、閾値運動エネルギーレベルを下回る運動エネルギーレベルの電子が前記複数のダイノードに到達する事態を回避するように、構成される、
    請求項１３に記載の検査システム。
17. 前記検査システムは、暗視野検査のために構成される、請求項９に記載の検査システム。
18. 光電子増倍管のダイナミックレンジを拡張する方法であって、
    入射照明に応答して電子を出射するように構成された光電陰極を設けることと、
    前記光電陰極から受容された電子を増倍するように構成された複数のダイノードを設けることと、
    前記複数のダイノードによって増倍された電子を受容するように構成された陽極を設けることと、
    前記光電陰極から出射された前記電子の一部が前記複数のダイノードによって受容される事態を回避するための反発電界を導入することと、
    を含む、方法。
19. 前記反発電界を導入することは、
    制御格子を前記光電陰極と前記複数のダイノードの一次ダイノードとの間に配置することと、
    前記光電陰極の電位に相対して負である電位を前記制御格子の導体へ印加することと、
    を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記制御格子と前記一次ダイノードとの間に加速格子を配置すること、
    をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記導体はワイヤメッシュを含む、請求項１９に記載の方法。
22. 前記導体へ印加される前記電位は、前記光電陰極の前記電位に相対して約−０．５Ｖ〜−１Ｖの範囲内にある、請求項１９に記載の方法。
23. 前記反発電界により、運動エネルギーレベルが閾値運動エネルギーレベルを下回る電子が前記複数のダイノードに到達する事態が回避される、請求項１８に記載の方法。

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