JP2016162640A - 電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器 - Google Patents

電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器 Download PDF

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Abstract

【課題】チャネルの加工性を向上できる電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器を提供する。
【解決手段】電子増倍体２の製造方法では、第１の板状部材２１、及び、一対の第２の板状部材２２を準備し、孔部２４を第１の板状部材２１に形成し、第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟むように第１及び第２の板状部材２１，２２を互いに積層して積層体２７を構成し、孔部２４によって規定されるチャネル８を積層体２７に形成する。そして、積層体２７を一体化し、一体化された積層体２７を切断することにより本体部６を構成する。また、チャネル８の内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する。切断工程においては、一端面６ａ及び他端面６ｂにチャネル８が開口するように積層体２７を切断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器に関する。
特許文献１には、波状の通路が設けられた直方体状のダイノードエレメントを備える電子増倍体が記載されている。この電子増倍体では、波状の溝部が形成された２つのブロックを組み合わせることにより通路及びダイノードエレメントが形成される。
米国特許第３，２４４，９２２号明細書
上述したように、特許文献１に記載の電子増倍体では、２つのブロックのそれぞれに波状の溝部を形成すると共に、これらのブロックを組み合わせて通路（チャネル）を形成している。しかしながら、このような方法ではチャネルの加工性を向上することが困難である。
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、チャネルの加工性を向上できる電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器を提供することを目的とする。
本発明に係る電子増倍体の製造方法は、第１の方向に延在する本体部と、第１の方向における本体部の一端面及び他端面に開口すると共に入射した電子に応じて二次電子を放出するチャネルと、を備える電子増倍体の製造方法であって、表面と表面の反対側の裏面とを有する第１の板状部材、及び、一対の第２の板状部材を準備する準備工程と、表面から裏面に至ると共に表面及び裏面に沿って延びる孔部を第１の板状部材に形成する孔形成工程と、第１の板状部材を一対の第２の板状部材で挟むように第１及び第２の板状部材を互いに積層して積層体を構成することにより、孔部によって規定されるチャネルを積層体に形成する積層工程と、積層体を一体化する一体化工程と、一体化された積層体を切断することにより本体部を構成する切断工程と、チャネルの内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する層形成工程と、を備え、切断工程においては、一端面及び他端面にチャネルが開口するように積層体を切断する。
この電子増倍体の製造方法においては、表面から裏面に至ると共に表面及び裏面に沿って延びる孔部を第１の板状部材に形成する。そして、第１の板状部材を一対の第２の板状部材で挟むように互いに積層して積層体を構成すると共に、孔部によって規定されるチャネルを形成する。この積層体を一体化して切断することで本体部を構成する。また、チャネルの内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する。このような方法によれば、板状部材に孔部を形成することが比較的容易であることに起因して、チャネルの加工性を向上できる。また、同様の理由から、製造コストを低減できる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、層形成工程において、抵抗層及び二次電子増倍層を原子層堆積法（ＡＬＤ：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成してもよい。この場合、チャネルの内面に抵抗層及び二次電子増倍層を容易に形成できる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、第１及び第２の板状部材は導電体からなり、層形成工程の前に、本体部の表面及びチャネルの内面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を更に備えてもよい。この場合、第１及び第２の板状部材として導電体を用いることができるため、多様な材料によって電子増倍体を製造できる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、孔形成工程において、第１の方向における第１の板状部材の一端又は他端に至るように孔部を形成してもよい。この場合、切断工程の前において、第１の板状部材の一端又は他端のいずれか一方に孔部が至っている。このため、切断工程においては、第１の板状部材の一端又は他端のいずれか他方のみを切断するだけで本体部の一端面及び他端面にチャネルを開口させることができる。また、切断工程の前において、第１の板状部材の一端又は他端のいずれか他方には孔部が至っていない。このため、第１の板状部材が２つの部分に分離することを抑制できる。これらにより、作業性を向上できる。また、チャネルの幅を精度よく簡便に作ることができる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、孔形成工程において、第１の板状部材の端部に至らないように孔部を形成してもよい。この場合、切断工程の前において、第１の板状部材の端部には孔部が至っていない。このため、第１の板状部材が２つの部分に分離することをより確実に抑制できる。これにより、作業性を向上できる。また、チャネルの幅を精度よく簡便に作ることができる。
本発明に係る電子増倍体においては、第１及び第２の板状部材の厚さは５ｍｍ以下としてもよい。この場合、第１及び第２の板状部材を比較的薄くすることで孔部の形成がより容易となる。このため、チャネルの加工性をより向上できる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、準備工程において、複数の第１の板状部材を準備すると共に、第３の板状部材を更に準備し、積層工程において、第１の板状部材間に第３の板状部材を介在させつつ第１及び第３の板状部材を一対の第２の板状部材で挟むように第１、第２、及び第３の板状部材を互いに積層して積層体を構成してもよい。この場合、第３の板状部材と一対の第２の板状部材との間のそれぞれに第１の板状部材が挟まれることで、それらの積層方向に複数のチャネルが構成される。このため、マルチチャネルの電子増倍体を容易に製造できる。
本発明に係る電子増倍体の製造方法においては、孔形成工程において、第１の板状部材に複数の孔部を形成してもよい。この場合、第１の板状部材の表面及び裏面に沿った方向に複数のチャネルが構成される。このため、マルチチャネルの電子増倍体を容易に製造できる。
本発明に係る光電子増倍管は、上記の電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体と、電子増倍体を収容する管体と、一端面におけるチャネルの開口に対向するように管体に設けられ、チャネルに光電子を供給する光電面と、他端面におけるチャネルの開口に対向するように管体内に配置され、チャネルに入射した光電子に応じてチャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える。
この光電子増倍管は、上述した電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体を備えている。このため、上記作用効果を好適に奏することができる。
本発明に係る光電子増倍器は、上記の電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体と、一端面におけるチャネルの開口を塞ぐように設けられ、チャネルに光電子を供給する光電面と、他端面におけるチャネルの開口を塞ぐように設けられ、チャネルに入射した光電子に応じてチャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える。
この光電子増倍器は、上述した電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体を備えている。このため、上記作用効果を好適に奏することができる。
本発明によれば、チャネルの加工性を向上できる。
本実施形態に係る光電子増倍管の断面図である。 本実施形態に係る電子増倍体の斜視図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 本実施形態に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 第１の変形例に係る電子増倍体の製造方法によって製造される電子増倍体を示す図である。 第２の変形例に係る電子増倍体の製造方法によって製造される電子増倍体を示す図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法によって製造される電子増倍体の斜視図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 第３の変形例に係る電子増倍体の製造方法の一工程を示す図である。 図２に示された電子増倍体を適用した光電子増倍器の断面図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は、本実施形態に係る光電子増倍管の断面図であり、図２は、本実施形態に係る電子増倍体の斜視図である。図１及び図２に示されるように、光電子増倍管１は、電子増倍体２と、管体３と、光電面４と、陽極５と、を備えている。電子増倍体２は、電子の入射に応じて二次電子を放出することで電子を増倍する。電子増倍体２は、本体部６と、チャネル８と、を有している。
本体部６は、第１の方向Ｄ１に延在している。また、本体部６は、直方体状をなしている。本体部６は、第１の方向Ｄ１における一端面６ａと、他端面６ｂと、を有している。本体部６の少なくとも表面は絶縁体によって形成されている。ここでは一例として、本体部６は絶縁体であるセラミックによって形成されている。
チャネル８は、入射した電子に応じて二次電子を放出する。チャネル８は、電子入射部８ａと、増倍部８ｂと、を含んでいる。電子入射部８ａは、本体部６の外部から本体部６の内部に電子を入射するための入口部分である。電子入射部８ａは、第１の方向Ｄ１における本体部６の一端面６ａに開口するように本体部６に設けられている。一端面６ａにおける電子入射部８ａの開口は、第１の方向Ｄ１から見て矩形状を呈している。また、電子入射部８ａは、第１の方向Ｄ１に沿って、後述する第２の方向Ｄ２に徐々に狭まっている。つまり、電子入射部８ａは、第１の方向Ｄ１に沿って縮小するテーパ状を呈している。
増倍部８ｂは、電子入射部８ａから入射した電子に応じて二次電子を放出する。増倍部８ｂは、第１の方向Ｄ１における本体部６の他端面６ｂに開口している。他端面６ｂにおける増倍部８ｂの開口は、陽極５に対向している。増倍部８ｂは、電子入射部８ａに至るように本体部６に設けられている。従って、チャネル８は、全体として、本体部６の一端面６ａ及び他端面６ｂに開口している。
増倍部８ｂは、第１の方向Ｄ１について当該増倍部８ｂの全体にわたって延在すると共に互いに対向する第１の内面９及び第２の内面１０を含む。第１の内面９及び第２の内面１０は、第１の方向Ｄ１と交差する第２の方向Ｄ２に離間している。なお、第２の方向Ｄ２は、第１の内面９から第２の内面１０に向かう方向であって、ここでは、第１の方向Ｄ１に垂直な方向である。
第１の内面９は、第１の方向Ｄ１に沿って交互に配列された凸状の第１の屈曲部９ａ及び凹状の第２の屈曲部９ｂを含む。また、第１の内面９は、第１の屈曲部９ａ及び第２の屈曲部９ｂのそれぞれを規定する複数の第１の傾斜面９ｃを含む。第１の傾斜面９ｃは平面状をなしている。本実施形態では、第１の屈曲部９ａ及び第２の屈曲部９ｂは角状に折れ曲がっている。
第２の内面１０は、第１の方向Ｄ１に沿って交互に配列された凸状の第３の屈曲部１０ａ及び凹状の第４の屈曲部１０ｂを含む。また、第２の内面１０は、第３の屈曲部１０ａ及び第４の屈曲部１０ｂのそれぞれを規定する複数の第２の傾斜面１０ｃを含む。第２の傾斜面１０ｃは平面状をなしている。本実施形態では、第３の屈曲部１０ａ及び第４の屈曲部１０ｂは角状に折れ曲がっている。
すなわち、第１の内面９及び第２の内面１０は、第１の方向Ｄ１に沿ってジグザグ状（例えば、波状）に屈曲を繰り返すように形成されている。ここで、第１の内面９及び第２の内面１０においては、第２の方向Ｄ２について、第１の屈曲部９ａと第４の屈曲部１０ｂとが互いに対向し、第２の屈曲部９ｂと第３の屈曲部１０ａとが互いに対向し、第１の傾斜面９ｃと第２の傾斜面１０ｃとが互いに対向している。
電子入射部８ａの内面と増倍部８ｂの内面（少なくとも第１の内面９及び第２の内面１０）とには、抵抗層及び二次電子増倍層が互いに積層するように設けられている。そして、電子入射部８ａの表層と増倍部８ｂの表層とは、二次電子増倍層である。抵抗層の材料としては、例えばＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）とＺｎＯ（酸化亜鉛）との混合膜、又は、Ａｌ２Ｏ３とＴｉＯ２（二酸化チタン）との混合膜等を用いることができる。また、二次電子増倍層の材料としては、例えばＡｌ２Ｏ３、又は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）等を用いることができる。
また、本体部６の一端面６ａ及び他端面６ｂには、それぞれニッケル系の金属を含む金属層１１，１２が蒸着等の方法によって設けられている。本体部６には、一端面６ａに設けられた金属層１１よりも他端面６ｂに設けられた金属層１２の方が高電位となるように電位差が付与されている。このように電位差が付与されていることにより、チャネル８内にも第１の方向Ｄ１に沿った電位差が生じている。
なお、本体部６は、後述するように、複数（ここでは４つ）の第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟むように、第１及び第２の板状部材２１，２２を互いに積層して構成されている。これにより、第１の板状部材２１のそれぞれに形成された孔部２４が互いに繋がると共に、第２の板状部材によって積層方向の両端が塞がれることでチャネル８が構成されている。
管体３は、電子増倍体２を収容している。図１に示されるように、管体３は第１の方向Ｄ１に延在している。第１の方向Ｄ１において、管体３の一端３ａが開口すると共に他端３ｂが封止されている。ここで、管体３の一端３ａ側には電子増倍体２の本体部６の一端面６ａが位置し、管体３の他端３ｂ側には電子増倍体２の本体部６の他端面６ｂが位置している。
光電面４は、光の入射に応じて光電子を発生する。光電面４は平板状をなしている。光電面４は、管体３の一端３ａの開口を塞ぐように設けられている。光電面４は、電子増倍体２の本体部６の一端面６ａにおける電子入射部８ａの開口に対向している。これにより、光電面４において発生した光電子は電子入射部８ａに供給される。なお、管体３の一端３ａの開口が光電面４によって塞がれた状態で、管体３の内部が減圧される。
陽極５は、チャネル８に入射した光電子に応じてチャネル８から放出される二次電子を受ける。陽極５は平板状をなしている。陽極５は、本体部６の他端面６ｂにおける増倍部８ｂの開口に対向するように管体３内に配置されている。陽極５は、本体部６の他端面６ｂ及び管体３の他端３ｂから離間して配置されている。なお、陽極５には、当該陽極５が受けた二次電子に対応した電気信号のパルスを検出する検出器（不図示）が接続されている。
引き続いて、以上のような電子増倍体２の製造方法について説明する。この製造方法においては、まず、図３に示されるように、表面２１ａと、表面２１ａの反対側の裏面２１ｂと、を有する複数（ここでは４つ）の第１の板状部材２１、及び、一対の第２の板状部材２２を準備する（準備工程）。なお、ここでは、後述する孔部２４は第１の板状部材２１に形成されていない。第１及び第２の板状部材２１，２２は、矩形状を呈している。また、第１及び第２の板状部材２１，２２のそれぞれの厚さは、５ｍｍ以下である。第１及び第２の板状部材２１，２２は、絶縁体であるセラミックによって形成されている。なお、ここでは、第１及び第２の板状部材２１，２２をセラミックによって形成していることから、この積層工程をロールコンパクションによって行うことで第１及び第２の板状部材２１，２２を比較的薄く形成できる。
続く工程においては、複数（ここでは６つ）の孔部２４を第１の板状部材２１に形成する（孔形成工程）。孔部２４は、例えばレーザー加工、或いは金型による打ち抜き等により形成することができる。孔部２４は、表面２１ａから裏面２１ｂに至ると共に表面２１ａ及び裏面２１ｂに沿って延びている。孔部２４は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って２次元状に配列されている。
孔部２４は、第１の方向Ｄ１に沿って延在している。具体的に、孔部２４は、第１の方向Ｄ１に対して反対方向に向かって広がるような三角形状に形成された三角形状部２４ａと、当該三角形状部２４ａから第１の方向Ｄ１に向かって延在する延在部２４ｂと、を有している。ただし、孔部２４は、第１の板状部材２１の端部（特に、第１の方向Ｄ１における一端２５及び他端２６）に至らないように形成されている。
続く工程においては、図４及び図５に示されるように、第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟むように第１及び第２の板状部材２１，２２を互いに積層して積層体２７を構成する（積層工程）。ここでは、４つの第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟む構成としている。このように第１及び第２の板状部材２１，２２を互いに積層することにより、積層体２７内に、孔部２４によって規定される複数のチャネル８が形成される。ここでは、孔部２４の三角形状部２４ａが電子入射部８ａを構成し、延在部２４ｂが増倍部８ｂを構成する（図７参照）。なお、第１の板状部材２１を積層する枚数を調整することにより、板状部材の積層方向におけるチャネル８の幅を調整できる。
続く工程においては、積層体２７を一体化する（一体化工程）。ここでは、セラミックによって形成された第１及び第２の板状部材２１，２２をプレス及び焼結することによって一体化する。
続く工程においては、図６及び図７に示されるように、一体化された積層体２７を切断することにより本体部６を構成する（切断工程）。この切断工程では、積層体２７に設定された仮想的な切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って積層体２７を切断する。切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って２次元的に配列されたチャネル８を１つずつ切り分けるように、格子状に設定される。切断予定ラインＬ１は、第１の方向Ｄ１に沿って設定される。切断予定ラインＬ１は、第２の方向Ｄ２に沿った本体部６の幅を規定する。切断予定ラインＬ２，Ｌ３のそれぞれは、第２の方向Ｄ２に沿って設定される。切断予定ラインＬ２，Ｌ３は、第１の方向Ｄ１に沿った本体部６の長さを規定する。切断予定ラインＬ２は、切断予定ラインＬ２に沿って切断を行ったときに、その切断面に電子入射部８ａが開口するように設定される。また、切断予定ラインＬ３は、切断予定ラインＬ３に沿って切断を行ったときに、その切断面に増倍部８ｂが開口するように設定される。以上のような切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って積層体２７を切断することにより、それぞれ単一のチャネル８を備えた複数の本体部６が構成される。
続く工程においては、本体部６に形成されたチャネル８の内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する（層形成工程）。抵抗層及び二次電子増倍層は、ここでは原子層堆積法によって形成される。以上の工程により、図８に示されるような電子増倍体２が複数製造される。
以上説明した通り、本実施形態に係る電子増倍体２の製造方法においては、表面２１ａから裏面２１ｂに至ると共に表面２１ａ及び裏面２１ｂに沿って延びる孔部２４を第１の板状部材２１に形成する。そして、第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟むように互いに積層して積層体２７を構成すると共に、孔部２４によって規定されるチャネル８を形成する。この積層体２７を一体化して切断することで本体部６を構成する。また、チャネル８の内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する。このような方法によれば、板状部材に孔部２４を形成することが比較的容易であることに起因して、チャネル８の加工性を向上できる。また、同様の理由から、製造コストを低減できる。
また、電子増倍体２の製造方法においては、層形成工程において、抵抗層及び二次電子増倍層を原子層堆積法によって形成する。このため、チャネル８の内面に抵抗層及び二次電子増倍層を容易に形成できる。
また、電子増倍体２の製造方法においては、孔形成工程において、第１の板状部材２１の端部に至らないように孔部２４が形成されている。このため、切断工程の前において、第１の板状部材２１の端部には孔部２４が至っていない。従って、第１の板状部材２１が２つの部分に分離することをより確実に抑制できる。これにより、作業性を向上できる。また、チャネル８の幅を精度よく簡便に作ることができる。
また、電子増倍体２においては、第１及び第２の板状部材２１，２２の厚さは５ｍｍ以下である。このため、第１及び第２の板状部材２１，２２を比較的薄くすることで孔部２４の形成がより容易となる。このため、チャネル８の加工性をより向上できる。
本実施形態に係る光電子増倍管１においては、上述した電子増倍体２の製造方法によって製造された電子増倍体２を備えているため、上記作用効果を好適に奏することができる。
［第１の変形例］
続いて、第１の変形例に係る電子増倍体の製造方法について説明する。図９（ａ）に示されるように、第１の変形例に係る電子増倍体３１は、ファンネル形状（例えば、漏斗状）を呈した電子入射部８ａを有する。すなわち、本体部６の一端面６ａにおける電子入射部８ａの開口は、板状部材の積層方向における中央部で広く、両端部に近づくほど狭くなる。
図９（ｂ）に示されるように、上記のような電子入射部８ａを構成するために、電子増倍体３１の製造方法では、孔形成工程において、第１の板状部材２１のそれぞれに対して三角形状部２４ａの広がり角が互いに異なる孔部２４を形成する。そして、積層工程において、電子入射部８ａが上述したファンネル形状を呈するように複数の第１の板状部材２１を積層する。このような工程とすることにより、上述したような形状のチャネル８を容易に形成できる。
［第２の変形例］
続いて、第２の変形例に係る電子増倍体の製造方法について説明する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、第２の変形例に係る電子増倍体３２は、３次元的に屈曲した形状（例えば、螺旋状）を呈したチャネル８を有する。このような電子増倍体３２の製造方法では、孔形成工程において、第１の板状部材２１のそれぞれに対して三角形状部２４ａ及び延在部２４ｂの形状が互いに異なる孔部２４を形成する。そして、積層工程において、チャネル８が三次元的に屈曲した形状を呈するように複数の第１の板状部材２１を積層する。このような工程とすることにより、上述したような形状のチャネル８を容易に形成できる。
［第３の変形例］
続いて、電子増倍体３３の製造方法について説明する。図１１に示されるように、第３の変形例に係る電子増倍体３３は、板状部材の積層方向及び第２の方向Ｄ２に沿って２次元状に配列された複数のチャネル８を有する。すなわち、電子増倍体３３はマルチチャネルの電子増倍体３３である。このような電子増倍体３３の製造方法においては、まず、複数の第１の板状部材２１、一対の第２の板状部材２２、及び、第３の板状部材２３を準備する（準備工程）。第３の板状部材２３の形状、材質等は、第１及び第２の板状部材２１，２２と同様とすることができる。
続く工程においては、図１２に示されるように、複数の孔部２４を第１の板状部材２１に形成する（孔形成工程）。ここで、孔部２４は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って２次元的に配列されている。図１２に示す例では、第１の方向Ｄ１において２つ、第２の方向Ｄ２において２つの孔部２４が、互いに並んで形成されている。
続く工程においては、図１３に示されるように、第１の板状部材２１間に第３の板状部材２３を介在させつつ、第１の板状部材２１を一対の第２の板状部材２２で挟むように第１、第２、及び第３の板状部材２３を互いに積層して積層体２７を構成する（積層工程）。すなわち、ここでは、第２の板状部材２２、２つの第１の板状部材２１、第３の板状部材２３、２つの第１の板状部材２１、及び、第２の板状部材２２が、この順に積層されている。このように第１、第２、及び第３の板状部材２３を互いに積層することにより、第３の板状部材２３の両面側における第１の板状部材２１のそれぞれにおいて、積層体２７内に、孔部２４によって規定されるチャネル８がそれぞれ形成される（図１６参照）。
続く工程においては、図１４に示されるように、積層体２７を一体化する（一体化工程）。
続く工程においては、図１５及び図１６に示されるように、一体化された積層体２７を切断することにより本体部６を構成する（切断工程）。この切断工程では、積層体２７に設定された仮想的な切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って積層体２７を切断する。切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って２次元的に配列されたチャネル８を複数個ずつ（ここでは、２つずつ）に切り分けるように、格子状に設定される。切断予定ラインＬ１は、第１の方向Ｄ１に沿って設定される。切断予定ラインＬ１は、第２の方向Ｄ２に隣り合う２つのチャネル８を一組として切り分けるように設定される。切断予定ラインＬ２，Ｌ３のそれぞれは、第２の方向Ｄ２に沿って設定される。切断予定ラインＬ２は、切断予定ラインＬ２に沿って切断を行ったときに、その切断面に２つのチャネル８のそれぞれの電子入射部８ａが開口するように設定される。また、切断予定ラインＬ３は、切断予定ラインＬ３に沿って切断を行ったときに、その切断面に２つのチャネル８のそれぞれの増倍部８ｂが開口するように設定される。以上のような切断予定ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に沿って積層体２７を切断することにより、それぞれ第２の方向Ｄ２に隣り合う２つのチャネル８を備えた複数の本体部６が構成される。
続く工程においては、本体部６に形成されたチャネル８の内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する（層形成工程）。以上の工程により、図１１に示されるようなマルチチャネルの電子増倍体３３が製造される。
この電子増倍体３３の製造方法においては、準備工程において、複数の第１の板状部材２１を準備すると共に、第３の板状部材２３を更に準備し、積層工程において、第１の板状部材２１間に第３の板状部材２３を介在させつつ第１及び第３の板状部材２１，２３を一対の第２の板状部材２２で挟むように第１、第２、及び第３の板状部材２１，２２，２３を互いに積層して積層体２７を構成する。このため、第３の板状部材２３と一対の第２の板状部材２２との間のそれぞれに第１の板状部材２１が挟まれることで、それらの積層方向に複数のチャネル８が構成される。従って、マルチチャネルの電子増倍体３３を容易に製造できる。
また、この電子増倍体３３の製造方法においては、孔形成工程において、第１の板状部材２１に複数の孔部２４を形成する。このため、第１の板状部材２１の表面２１ａ及び裏面２１ｂに沿った方向に複数のチャネル８が構成される。従って、マルチチャネルの電子増倍体３３を容易に製造できる。
以上の実施形態は、本発明に係る電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器の一実施形態を説明したものである。従って、本発明に係る電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器は、上述したものに限定されない。本発明に係る電子増倍体の製造方法、光電子増倍管、及び光電子増倍器は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したものを任意に変更したものとすることができる。
例えば、孔形成工程において、第１の板状部材２１の一端２５又は他端２６に至るように孔部２４を形成してもよい。この場合、切断工程の前において、第１の板状部材２１の一端２５又は他端２６のいずれか一方に孔部２４が至っている。このため、切断工程においては、第１の板状部材２１の一端２５又は他端２６のいずれか他方のみを切断するだけで本体部６の一端面６ａ及び他端面６ｂにチャネル８を開口させることができる。また、切断工程の前において、第１の板状部材２１の一端２５又は他端２６のいずれか他方に孔部２４が至っていない。このため、第１の板状部材２１が２つの部分に分離することを抑制できる。これらにより、作業性を向上できる。また、チャネル８の幅を精度よく簡便に作ることができる。
また、図１７に示されるように、電子増倍体２は、光電面２９と陽極３０とを用いて光電子増倍器３５とすることができる。光電面２９は、第１の方向Ｄ１から見て電子増倍体２の本体部６の外形と略同一の形状を呈している。また、光電面２９は、平板状をなしている。光電面２９は、本体部６の一端面６ａにおける電子入射部８ａの開口を塞ぐように一端面６ａに設けられている。これにより、光電面２９において発生した光電子は電子入射部８ａに供給される。
陽極３０は、チャネル８に入射した光電子に応じてチャネル８から放出される二次電子を受ける。陽極３０は、本体部６の他端面６ｂにおけるチャネル８の開口を塞ぐようにチャネル８内に設けられている。これにより、陽極３０は、電子増倍体２のチャネル８を進行して他端面６ｂに至った二次電子を受ける。
本実施形態に係る光電子増倍器３５は、上述した電子増倍体２を備えている。このため、電子増倍体２による作用効果を好適に奏することができる。
また、上記実施形態においては、層形成工程は切断工程に続いて行われるが、積層工程に続いて行われてもよく、一体化工程に続いて行われてもよい。
また、金属等の導電体からなる第１及び第２の板状部材２１，２２を用いてもよい。その場合、切断工程の後であって、層形成工程の前に、本体部６の表面及びチャネル８の内面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を更に実施する。この場合、第１及び第２の板状部材２１，２２として金属等の導電体を用いることができるため、多様な材料によって電子増倍体２を製造できる。
１…光電子増倍管、２，３１，３２，３３…電子増倍体、６…本体部、６ａ…一端面、６ｂ…他端面、８…チャネル、２１…第１の板状部材、２１ａ…表面、２１ｂ…裏面、２２…第２の板状部材、２４…孔部、２７…積層体、３５…光電子増倍器、Ｄ１…第１の方向。

Claims (10)

  1. 第１の方向に延在する本体部と、前記第１の方向における前記本体部の一端面及び他端面に開口すると共に入射した電子に応じて二次電子を放出するチャネルと、を備える電子増倍体の製造方法であって、
    表面と前記表面の反対側の裏面とを有する第１の板状部材、及び、一対の第２の板状部材を準備する準備工程と、
    前記表面から前記裏面に至ると共に前記表面及び前記裏面に沿って延びる孔部を前記第１の板状部材に形成する孔形成工程と、
    前記第１の板状部材を一対の前記第２の板状部材で挟むように前記第１及び第２の板状部材を互いに積層して積層体を構成することにより、前記孔部によって規定される前記チャネルを前記積層体に形成する積層工程と、
    前記積層体を一体化する一体化工程と、
    一体化された前記積層体を切断することにより前記本体部を構成する切断工程と、
    前記チャネルの内面に抵抗層及び二次電子増倍層を形成する層形成工程と、
    を備え、
    前記切断工程においては、前記一端面及び前記他端面に前記チャネルが開口するように前記積層体を切断する、
    電子増倍体の製造方法。
  2. 前記層形成工程においては、前記抵抗層及び前記二次電子増倍層を原子層堆積法によって形成する、
    請求項１に記載の電子増倍体の製造方法。
  3. 前記第１及び第２の板状部材は導電体からなり、
    前記層形成工程の前に、前記本体部の表面及び前記チャネルの内面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を更に備える、
    請求項１又は２に記載の電子増倍体の製造方法。
  4. 前記孔形成工程においては、前記第１の方向における前記第１の板状部材の一端又は他端に至るように前記孔部を形成する、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法。
  5. 前記孔形成工程においては、前記第１の板状部材の端部に至らないように前記孔部を形成する、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法。
  6. 前記第１及び第２の板状部材の厚さは５ｍｍ以下である、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法。
  7. 前記準備工程においては、複数の前記第１の板状部材を準備すると共に、第３の板状部材を更に準備し、
    前記積層工程においては、前記第１の板状部材間に前記第３の板状部材を介在させつつ前記第１及び第３の板状部材を一対の前記第２の板状部材で挟むように前記第１、第２、及び第３の板状部材を互いに積層して前記積層体を構成する、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法。
  8. 前記孔形成工程においては、前記第１の板状部材に複数の前記孔部を形成する、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体と、
    前記電子増倍体を収容する管体と、
    前記一端面における前記チャネルの開口に対向するように前記管体に設けられ、前記チャネルに光電子を供給する光電面と、
    前記他端面における前記チャネルの開口に対向するように前記管体内に配置され、前記チャネルに入射した前記光電子に応じて前記チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える、
    光電子増倍管。
  10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子増倍体の製造方法によって製造された電子増倍体と、
    前記一端面における前記チャネルの開口を塞ぐように設けられ、前記チャネルに光電子を供給する光電面と、
    前記他端面における前記チャネルの開口を塞ぐように設けられ、前記チャネルに入射した前記光電子に応じて前記チャネルから放出される二次電子を受ける陽極と、を備える、
    光電子増倍器。
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