JP2553653B2 - ストリーク管 - Google Patents

ストリーク管

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JP2553653B2
JP2553653B2 JP63200658A JP20065888A JP2553653B2 JP 2553653 B2 JP2553653 B2 JP 2553653B2 JP 63200658 A JP63200658 A JP 63200658A JP 20065888 A JP20065888 A JP 20065888A JP 2553653 B2 JP2553653 B2 JP 2553653B2
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streak tube
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electrode
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勝之 木下
善則 稲垣
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、ピコ秒領域の超高速光現象を検出するため
のストリーク管に係り、特に、光電面で発生された電子
を、チヤンネル毎に増倍して蛍光面に入射するためのマ
イクロチヤンネルプレートが内蔵されたストリーク管に
用いるに好適な、バツクグラウンド上昇やクロストーク
発生の少ないストリーク管に関するものである。
【従来の技術】
従来のストリーク管は、内筒状の高真空容器ににおけ
る一方の端面に光電面を形成して、その前面に正の高電
圧を加えられるメツシユ電極を設けると共に、他方の端
面を蛍光面とし、前記メツシユ電極と蛍光面の間に光電
子流の集束電極と加速電極及び偏向板等を配設したもの
となつている。 このストリーク管において、光電面にピコ秒領域で強
度が変化するレーザ光等をスリツトを通して入射させる
と同時に偏向板に掃引電圧を加えて、入射光の時間と強
度との関係を蛍光面上における位置と発光強度との関係
に変換し、時間の経過が縦軸方向の位置で表わされた輝
度情報像であるストリーク像を得て、これを写真に撮影
するか、テレビジヨンカメラでビデオ信号に変換して解
析している。 しかしながら、従来のメツシユ電極を用いたストリー
ク管においては、光電面の全面から放出された光電子が
蛍光面に入射するため、バツクグラウンドが上昇すると
共に、光電面を形成したガラス基板(入力面板)内にお
ける光の反射で、その入射点が拡大して時間分解能が劣
化する等の問題点を有していた。 特に、電子をチヤンネル毎に増倍して蛍光面に入射す
るためのマイクロチヤンネルプレート(MCPと略する)
を内蔵したストリーク管において、掃引しない状態で有
効光電面の1点に強い光が入射すると、その入射点に対
応する出力蛍光面上の位置に出力光像が得られるが、そ
の位置以外にもその周辺が明るくなり、これがバツクグ
ラウンド上昇やクロストークの原因となつていた。 このような問題点を解消するべく、出願人は既に特公
昭58−58005で、第11図及び第12図に示す如く、光の反
射により発生するバツクグラウンドを除去するために、
通常用いられているメツシユ電極の代わりに、長手方向
が掃引と垂直な方向に一致するスリツト14が形成された
スリツトアパーチヤ電極12を使用することを提案してい
る。第11図において、8は透明基板である入力面板、10
は該入力面板8上に形成された光電面、16はスリツトア
パーチヤ電極12で加速された電子を一定範囲に集束する
ための集束電極、18は、電子を更に加速するためのアパ
ーチヤ電極(陽極)、20は、該アパーチヤ電極18を通過
した電子を、図の上下方向に高速で掃引するためのスト
リーク偏向板、22は、光電面10で発生された電子を、微
小チヤンネル毎に増倍して蛍光面24に入射するためのMC
P、26は蛍光面24が形成される透明基板である出力面板
である。 このような、メツシユ電極の代わりにスリツトアパー
チヤ電極12を用いたストリーク管においては、第13図に
示す如く、散乱光及び反射光によつて放出された光電子
が、該スリツトアパーチヤ電極12によつて除かれ、バツ
クグラウンドやクロストークの減少についてその効果が
認められる。 しかしながら、このようなスリツトアパーチヤ電極12
を用いた従来のMCP内蔵型ストリーク管においても、点
状光を入射したときの出力蛍光面上の輝度分布は、例え
ば第14図に実線で示す如くであり、未だ充分な特性とは
言えず、測定精度を上げることができなかつた。
【発明が達成しようとする課題】 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、ストリーク管におけるバツクグラウンド上昇や
クロストーク発生を充分に抑えることを課題としてい
る。
【課題を解決するための手段】
本発明は、光電面10で発生された電子を、チヤンネル
毎に増倍して蛍光面30に入射するためのマイクロチヤン
ネルプレート22が内蔵されたストリーク管において、第
1図に示す如く、前記光電面10の直後に、長手方向が掃
引と垂直な方向に一致するスリツト42が形成されたスリ
ツトアパーチヤ電極40を配設すると共に、前記マイクロ
チヤンネルプレート22に近接して面した蛍光面30の表面
に、電子に対して低反射率の層36を設けることによつ
て、前記目的を達成したものである。 又、前記電子に対して低反射率の層36を、少なくとも
1層の軽元素層としたものである。 あるいは、前記電子に対して低反射率の層36を、少な
くとも1層の多孔質層としたものである。
【作用及び効果】
本発明は、従来原因が不明であつたMCP内蔵型ストリ
ーク管のバツクグラウンド上昇やクロストーク発生の原
因について、発明者等が詳細な実験を行い、その原因を
明らかにして、対策を取つたものである。 即ち、発明者等が、MCPを内蔵したストリーク管につ
いて、バツクグラウンド上昇がどのような機構で発生し
ているか追及した結果、第2図に示す如く、MCP22から
の増倍された信号電子群の一部が、蛍光面24の表面のメ
タルバツク層24Bで反射され、これが再びMCP22−蛍光面
24間の逆電界で蛍光面24側に押し返されて蛍光面24に流
入するためであることが分かつた。 ここで前記メタルバツク層24Bは、蛍光面24から発生
する光が光電面10にフイードバツクして画像に無関係な
光電子流を生起し、画像を埋没してしまうのを防ぐた
め、蛍光面24を形成する蛍光体層24Aの表面に遮光のた
め施されており、通常、電子透過性の良好なアルミニウ
ム薄膜で形成されている。 即ち、電子の蛍光面24による反射は散乱に近く、種々
の方向に反射するため、再び蛍光面24に流入するときの
位置は、元の信号電流の入射位置を中心に、かなり広く
分布し、第14図に実線で示したような輝度分布が得られ
ることが分かつた。 本発明は、上記のような発明者等の研究の結果に基づ
いてなされたもので、第3図に示す如く、MCP22に近接
して面した蛍光面30(蛍光体層32とメタルバツク層34を
含む)の表面に、電子に対して低反射率の層36を設ける
ことによつて、前記蛍光面30による入射電子の反射及び
蛍光面30への再流入を抑え、バツクグラウンド上昇やク
ロストークの発生を抑えたものである。 なお、第4図に示す如く、第3図に示したような電子
に対して低反射率である層36を蛍光面30上に形成した出
力面を用い、加速電極として、スリツトアパーチヤ電極
でない、従来と同様のメツシユ電極11を用いたMCP内蔵
型ストリーク管について、掃引していない状態での出力
面上の輝度分布を調べたところ、第5図に示すような輝
度分布となり、第14図に示した、スリツトアパーチヤ電
極のみを用いた従来のMCP内蔵型ストリーク管の場合と
同程度の輝度分布であり、充分な特性とは言えず、測定
精度を充分に高めることはできなかつた。 そこで、本発明では、前記蛍光面30の表面に、電子に
対して低反射率の層36を設けるだけでなく、長手方向が
掃引と垂直な方向に一致するスリツト42が形成されたス
リツトアパーチヤ電極40を併用することによつて、バツ
グラウンドやクロストークを充分に小さくしたものであ
る。
【実施例】
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本発明の第1実施例は、第1図に示す如く、光電面10
で発生された電子を、チヤンネル毎に増倍して蛍光面30
に入射するためのMCP22が内蔵されたストリーク管にお
いて、前記光電面10の直後に、長手方向が掃引と垂直な
方向に一致するスリツト42が形成されたスリツトアパー
チヤ電極40を配設すると共に、前記MCP22に近接して面
した蛍光面30の表面に、電子に対して低反射率である軽
元素の炭素(C)薄膜50を形成したものである。 他の点については、前記従来例と同様であるので説明
は省略する。 加速電極としての前記スリツトアパーチヤ電極40は、
導体板の中心に、例えば幅が30μm、長さが6mmのスリ
ツト42を形成したものとされており、スリツト42の長手
方向は、ストリーク偏向板20と平行に配置されている。 又、本発明に係る蛍光面30は、第6図に詳細に示す如
く、出力面板26上に形成された蛍光体層32と、アルミニ
ウム薄膜からなるメタルバツク層34と、炭素薄膜50から
構成されている。 前記蛍光体層32は、例えば粒形が数μmの蛍光体を、
遠心法等により数層重ねたものとされている。 前記アルミニウム薄膜のメタルバツク層34は、該蛍光
体層32の上に、アルミニウムを300オングストローム程
度、真空蒸着したものとされている。 又、前記炭素薄膜50は、該メタルバツク層34の上か
ら、炭素を、例えばスパツタリング法によつて300オン
グストローム程度形成したものとされている。 本実施例によるストリーク管の光電面10上の1点に光
を入射した場合の、出力蛍光面30上の輝度分布の例を第
7図に示す。図から明らかな如く、第14図に示した、ス
リツトアパーチヤ電極を用いるというだけの対策を施し
たMCP内蔵ストリーク管の輝度分布に見られるバツクグ
ラウンドや、第5図に示した、蛍光面に電子反射率の小
さい膜を形成するという対策だけを施したMCP内蔵型ス
トリーク管の輝度分布に見られるバツクグラウンドに比
べて、バツクグラウンドが約1/4に減つており、大きな
改善が見られることが確認できた。 本実施例においては、スリツト42が形成されたスリツ
トアパーチヤ電極40を加速電極としていたので、メツシ
ユ電極が不要であり、構成が簡略である。 本実施例においては、低反射率層36を構成する軽元素
が炭素とされていたが、軽元素の種類はこれに限定され
ず、例えばベリリウムを用いることもできる。 次に、本発明の第2実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第8図に示す如く、加速電極と本発明に
係るスリツトアパーチヤ電極40を別体とし、該スリツト
アパーチヤ電極40の前面に、従来と同様のメツシユ電極
11を設けたものである。 本実施例においては、メツシユ電極11による加速とス
リツトアパーチヤ電極40によるバツクグラウンド除去が
独立して行われる。 他の点については、前記第1実施例と同様であるので
説明は省略する。 次に、本発明の第3実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第9図に示す如く、MCP22に対面した蛍
光面52を、出力面板26上に形成された蛍光体層32と、ア
ルミニウム導膜のメタルバツク層34と、多孔質層54から
構成したものである。 前記多孔質層54は、まず不活性ガス中で例えばアルミ
ニウムを蒸着した後にガスを除去し、次に高真空度中で
アルミニウムを蒸着することによつて、厚さ300オング
ストローム程度のアルミニウムの多孔質層が形成されて
いる。 他の点については、前記第1実施例と同様であるの
で、説明は省略する。 本実施例においては、蛍光面52の表面が、アルミニウ
ムの多孔質層54とされ、その表面に高真空度中でアルミ
ニウム蒸着が実施されているので、多孔質のアルミニウ
ムが、基体のアルミニウム薄膜(34)と強固に結び付
き、又、粒子相互の連結強度も増大して、容易に剥離し
なくなり、安定性が高まる。即ち、不活性ガス雰囲気中
で形成されたアルミニウムの蒸着層は、不活性ガスを吸
蔵しており、これがストリーク管の動作中徐々に真空中
に放出して、ストリーク管の特性劣化をきたすことがあ
るが、このようにしてアルミニウムを表面に蒸着するこ
とによつて、ガス放出が抑制され、好ましい結果が得ら
れる。 次に、本発明の第4実施例を詳細に説明する。 この実施例は、第10図に示す如く、MCP22に対面した
蛍光面56を、出力面板26上に形成された蛍光体層32と、
アルミニウム導膜のメタルバツク層34と、その上に交互
に重ねられた、炭素の多孔質層58及びアルミニウム薄膜
60で構成したものである。 前記多孔質層58は、例えば炭素をスパツタリング法で
形成したものとされている。 又、前記アルミニウム薄膜60は、高真空中で蒸着を行
うことによつて形成されており、最上表面は、アルミニ
ウム薄膜60となるようにされている。 本実施例においても、最上表面が蒸着によつて形成さ
れたアルミニウム薄膜60とされているので、多孔質層58
からのガス放出が抑制され、好ましい結果が得られる。 又、炭素は、光電面10を構成するアルカリ金属を吸着
し易いため、高温時に多量に吸着されたアルカリ金属が
蛍光体(32)にも損傷を与える恐れがあるが、このよう
に、炭素の多孔質層58の上にアルミニウム薄膜60を重ね
ることによつて、蛍光面56を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るストリーク管の第1実施例の全
体構成を示す断面図、 第2図は、発明者等が発見した、MCP内蔵型ストリーク
管でバツクグラウンドが上昇する機構を説明する断面
図、 第3図は、本発明に係るストリーク管の蛍光面部の構成
を示す断面図、 第4図は、出力蛍光面上に電子に対して低反射率の層を
形成しただけのMCP内蔵型ストリーク管の比較例の構成
を示す断面図、 第5図は、第4図のストリーク管に点状光を入射したと
きの出力蛍光面上の輝度分布の例を示す線図、 第6図は、本発明の第1実施例の蛍光面部の構成を示す
断面図、 第7図は、第1実施例に点状光を入射したときの出力蛍
光面上の輝度分布の例を示す線図、 第8図は、本発明の第2実施例の加速電極部の構成を示
す断面図、 第9図は、同じく第3実施例の蛍光面部の構成を示す断
面図、 第10図は、同じく第4実施例の蛍光面部の構成を示す断
面図、 第11図は、スリツトアパーチヤ電極のみを用いたMCP内
蔵型ストリーク管の構成を示す縦断面図、 第12図は、同じく横断面図、 第13図は、前記スリツトアパーチヤ電極の作用を説明す
るための断面図、 第14図は、第11図のストリーク管に点状光を入射した時
の出力蛍光面上の輝度分布の例を示す線図である。 10……光電面、 20……ストリーク偏向板、 22……マイクロチヤンネルプレート(MCP)、 30、52、56……蛍光面、 32……蛍光体層、 34……メタルバツク層、 36……低反射率層、 40……スリツトアパーチヤ電極、 42……スリツト、 50……炭素薄膜、 54、58……多孔質層、 60……アルミニウム薄膜。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光電面で発生された電子を、チヤンネル毎
    に増倍して蛍光面に入射するためのマイクロチヤンネル
    プレートが内蔵されたストリーク管において、 前記光電面の直後に、長手方向が掃引と垂直な方向に一
    致するスリツトが形成されたスリツトアパーチヤ電極を
    配設すると共に、 前記マイクロチヤンネルプレートに近接して面した蛍光
    面の表面に、電子に対して低反射率の層を設けたことを
    特徴とするストリーク管。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のストリーク管において、
    前記電子に対して低反射率の層が、少なくとも1層の軽
    元素層であることを特徴とするストリーク管。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のストリーク管において、
    前記電子に対して低反射率の層が、少なくとも1層の多
    孔質層とされていることを特徴とするストリーク管。
JP63200658A 1988-08-11 1988-08-11 ストリーク管 Expired - Lifetime JP2553653B2 (ja)

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