JP3179537B2 - 光電面および光電子増倍管 - Google Patents
光電面および光電子増倍管Info
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- JP3179537B2 JP3179537B2 JP30322691A JP30322691A JP3179537B2 JP 3179537 B2 JP3179537 B2 JP 3179537B2 JP 30322691 A JP30322691 A JP 30322691A JP 30322691 A JP30322691 A JP 30322691A JP 3179537 B2 JP3179537 B2 JP 3179537B2
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- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電面および光電子増倍
管に関する。
管に関する。
【０００２】
【従来の技術】バイアルカリ光電面としては、従来から
特公昭４７−８２５３号および特開昭５５−３２３９７
号のものが知られている。前者は赤感度の増大を目的と
して、基板上に酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）層および光電
子放出材料層を形成しており、この光電子放出材料層と
しては、アンチモン（Ｓｂ）、カリウム（Ｋ）およびセ
シウム（Ｃｓ）の層や、アンチモン、ルビジウム（Ｒ
ｂ）およびセシウムの層が例示されている。また、後者
ではアンチモン、ルビジウムおよびセシウムの層が例示
されている。
特公昭４７−８２５３号および特開昭５５−３２３９７
号のものが知られている。前者は赤感度の増大を目的と
して、基板上に酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）層および光電
子放出材料層を形成しており、この光電子放出材料層と
しては、アンチモン（Ｓｂ）、カリウム（Ｋ）およびセ
シウム（Ｃｓ）の層や、アンチモン、ルビジウム（Ｒ
ｂ）およびセシウムの層が例示されている。また、後者
ではアンチモン、ルビジウムおよびセシウムの層が例示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
では、いずれも赤感度の向上は見られるものの、暗電流
（Ｉｄｂ）が大きく、その用途が制限されていた。この
ため、例えばガンマカメラなどの性能を十分に発揮させ
得ない欠点があった。そこで本発明は、カソード感度Ｓ
ｋにおいて実用レベルの性能を維持しつつ、暗電流Ｉｄ
ｂを大幅に低減させることのできる光電面および光電子
増倍管を提供することを目的とする。
では、いずれも赤感度の向上は見られるものの、暗電流
（Ｉｄｂ）が大きく、その用途が制限されていた。この
ため、例えばガンマカメラなどの性能を十分に発揮させ
得ない欠点があった。そこで本発明は、カソード感度Ｓ
ｋにおいて実用レベルの性能を維持しつつ、暗電流Ｉｄ
ｂを大幅に低減させることのできる光電面および光電子
増倍管を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光電面は、
基板上に光電子放出材料層が形成され、前記光電子放出
材料層の構成元素はカリウム、セシウム、ルビジウム、
およびアンチモンを含み、前記光電子放出材料層をＫ2
Ｃｓ1-XＲｂXＳｂとして表記した場合のｘは０．０５〜
０．５であることを特徴とする。この場合、ｘが０．０
５以下では暗電流Ｉｄｂが大きく、０．５以上ではカソ
ード感度Ｓｋの低下が大きくなる。本発明に係る光電面
は、セシウムに対するルビジウムの比が０．０３を越え
ることを特徴とする。Ｒｂ／Ｃｓ比が０．０３を越える
と暗電流は大幅に低減する。これに対し、カソード感度
については、僅かな低下は見られるものの、実用的には
十分に高いレベルを維持する。本発明に係る光電面は、
基板と光電子放出材料層の間に、酸化マンガンの中間層
が介在されている。本発明に係る光電面は、光電子放出
材料層が、アンチモンを主な構成元素とする基板側の第
１層と、カリウム、セシウムおよびルビジウムを主な構
成元素とする第２層とを有している。
基板上に光電子放出材料層が形成され、前記光電子放出
材料層の構成元素はカリウム、セシウム、ルビジウム、
およびアンチモンを含み、前記光電子放出材料層をＫ2
Ｃｓ1-XＲｂXＳｂとして表記した場合のｘは０．０５〜
０．５であることを特徴とする。この場合、ｘが０．０
５以下では暗電流Ｉｄｂが大きく、０．５以上ではカソ
ード感度Ｓｋの低下が大きくなる。本発明に係る光電面
は、セシウムに対するルビジウムの比が０．０３を越え
ることを特徴とする。Ｒｂ／Ｃｓ比が０．０３を越える
と暗電流は大幅に低減する。これに対し、カソード感度
については、僅かな低下は見られるものの、実用的には
十分に高いレベルを維持する。本発明に係る光電面は、
基板と光電子放出材料層の間に、酸化マンガンの中間層
が介在されている。本発明に係る光電面は、光電子放出
材料層が、アンチモンを主な構成元素とする基板側の第
１層と、カリウム、セシウムおよびルビジウムを主な構
成元素とする第２層とを有している。
【０００５】また、本発明に係る光電子増倍管は、真空
容器の内部に、上記の光電面と、この光電面から放出さ
れた光電子を増倍する電子増倍部と、増倍電子を捕集す
るアノードとを備えることを特徴とする。
容器の内部に、上記の光電面と、この光電面から放出さ
れた光電子を増倍する電子増倍部と、増倍電子を捕集す
るアノードとを備えることを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明の如く、アンチモン、カリウムおよびセ
シウムの光電子放出材料層にルビジウムを添加すると、
カソード感度Ｓｋの低下を押さえながら、暗電流Ｉｄｂ
を大幅に低減させ得る。
シウムの光電子放出材料層にルビジウムを添加すると、
カソード感度Ｓｋの低下を押さえながら、暗電流Ｉｄｂ
を大幅に低減させ得る。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面により実施例の光電面および
光電子増倍管を説明する。図１（ａ）は光電面の断面図
であり、同図（ｂ）は光電子増倍管の断面図である。
光電子増倍管を説明する。図１（ａ）は光電面の断面図
であり、同図（ｂ）は光電子増倍管の断面図である。
【０００８】同図（ａ）の通り、ガラスなどの基板１上
にはＭｎＯ2 すなわち酸化マンガン層２が形成され、こ
の上面にバイアルカリ光電面すなわち光電子放出材料層
３が形成されている。この光電子放出材料層３は、酸化
マンガン層２上にアンチモンの第１層３１を堆積し、こ
の上にカリウム、セシウムおよびルビジウムの第２層３
２を堆積して活性化することで形成される。
にはＭｎＯ2 すなわち酸化マンガン層２が形成され、こ
の上面にバイアルカリ光電面すなわち光電子放出材料層
３が形成されている。この光電子放出材料層３は、酸化
マンガン層２上にアンチモンの第１層３１を堆積し、こ
の上にカリウム、セシウムおよびルビジウムの第２層３
２を堆積して活性化することで形成される。
【０００９】同図（ｂ）の通り、透過型の光電子増倍管
においては、光電子放出材料層３は真空容器１０の受光
面板１１の内面に形成される。そして、真空容器１０の
内部にはダイノード１２が複数段設けられ、底部にはア
ノード１３および外部端子１４が設けられている。
においては、光電子放出材料層３は真空容器１０の受光
面板１１の内面に形成される。そして、真空容器１０の
内部にはダイノード１２が複数段設けられ、底部にはア
ノード１３および外部端子１４が設けられている。
【００１０】このような構造において、信号光が入射さ
れると光電面から光電子が放出され、電界によって第１
段のダイノード１２1 に衝突される。そして、ダイノー
ド１２1 から放出された二次電子は、第２段のダイノー
ド１２2 に衝突されてさらに二次電子を放出し、以下こ
れを繰り返して増倍された電子はアノード１３に捕集さ
れる。
れると光電面から光電子が放出され、電界によって第１
段のダイノード１２1 に衝突される。そして、ダイノー
ド１２1 から放出された二次電子は、第２段のダイノー
ド１２2 に衝突されてさらに二次電子を放出し、以下こ
れを繰り返して増倍された電子はアノード１３に捕集さ
れる。
【００１１】前述のように、上記のようなバイアルカリ
光電面においては、従来からカリウム、セシウムおよび
アンチモンが用いられてきたが、本発明の光電面は、こ
れにルビジウムを添加したことを特徴とする。すなわ
ち、基板１上に酸化マンガン層２を形成し、次いでアン
チモン層を堆積した後に、カリウムおよびセシウムを真
空容器１０内に導入して活性化するに当たり、ルビジウ
ムを添加している。その添加割合は、バイアルカリ光電
面をＫ2 Ｃｓ1-X ＲｂX Ｓｂで表現したときには、ｘ＝
０．０５〜０．５程度であり、ｘが０．０５以下では暗
電流Ｉｄｂが大きく、０．５以上ではカソード感度Ｓｋ
の低下が大きくなってしまう。
光電面においては、従来からカリウム、セシウムおよび
アンチモンが用いられてきたが、本発明の光電面は、こ
れにルビジウムを添加したことを特徴とする。すなわ
ち、基板１上に酸化マンガン層２を形成し、次いでアン
チモン層を堆積した後に、カリウムおよびセシウムを真
空容器１０内に導入して活性化するに当たり、ルビジウ
ムを添加している。その添加割合は、バイアルカリ光電
面をＫ2 Ｃｓ1-X ＲｂX Ｓｂで表現したときには、ｘ＝
０．０５〜０．５程度であり、ｘが０．０５以下では暗
電流Ｉｄｂが大きく、０．５以上ではカソード感度Ｓｋ
の低下が大きくなってしまう。
【００１２】図２はその実測値を示している。光電面の
形成は、アンチモンを堆積してカリウムを導入した後
に、ルビジウムと同時にセシウムを導入して活性化する
手法によった。そして、セシウムに対するルビジウムの
比（Ｒｂ／Ｃｓ比）を、０／２０，０．２／２０，０．
６／２０，１／２０，２／２０，３／２０，５／２０，
１０／２０，２０／２０，３０／２０および４０／２０
に変化させた。また、サンプルについては、それぞれの
Ｒｂ／Ｃｓ比について７〜５本とした。
形成は、アンチモンを堆積してカリウムを導入した後
に、ルビジウムと同時にセシウムを導入して活性化する
手法によった。そして、セシウムに対するルビジウムの
比（Ｒｂ／Ｃｓ比）を、０／２０，０．２／２０，０．
６／２０，１／２０，２／２０，３／２０，５／２０，
１０／２０，２０／２０，３０／２０および４０／２０
に変化させた。また、サンプルについては、それぞれの
Ｒｂ／Ｃｓ比について７〜５本とした。
【００１３】図２から明らかなように、Ｒｂ／Ｃｓ比が
０．０３を越えると暗電流Ｉｄｂは大幅に低減してい
る。これに対し、カソード感度Ｓｋについては、僅かな
低下は見られるものの、実用的には十分に高いレベルを
維持している。
０．０３を越えると暗電流Ｉｄｂは大幅に低減してい
る。これに対し、カソード感度Ｓｋについては、僅かな
低下は見られるものの、実用的には十分に高いレベルを
維持している。
【００１４】なお、本発明においては酸化マンガン上に
アンチモン層が形成され、その上にカリウム、セシウム
およびルビジウムの混合層が形成されているものと一
応、推測されるが、これらの層は極めて薄く、またカリ
ウムなどは活性であるので、カリウム、セシウムおよび
ルビジウムがアンチモン層と混ざり合い、あるいは酸化
マンガンにこれら光電子放出材料が添加されていること
も考えられる。
アンチモン層が形成され、その上にカリウム、セシウム
およびルビジウムの混合層が形成されているものと一
応、推測されるが、これらの層は極めて薄く、またカリ
ウムなどは活性であるので、カリウム、セシウムおよび
ルビジウムがアンチモン層と混ざり合い、あるいは酸化
マンガンにこれら光電子放出材料が添加されていること
も考えられる。
【００１５】バイアルカリ光電面おいて、赤感度向上の
ためにルビジウムを添加した例は従来からあるが、その
暗電流Ｉｄｂの低減作用はまったく着目されていなかっ
た。本発明は、アンチモン、カリウムおよびセシウムか
らなる光電面において、ルビジウムを添加することで優
れた効果を達成したものであり、極微弱光を超高感度で
検出する科学、技術分野において、その利用価値が極め
て高い。
ためにルビジウムを添加した例は従来からあるが、その
暗電流Ｉｄｂの低減作用はまったく着目されていなかっ
た。本発明は、アンチモン、カリウムおよびセシウムか
らなる光電面において、ルビジウムを添加することで優
れた効果を達成したものであり、極微弱光を超高感度で
検出する科学、技術分野において、その利用価値が極め
て高い。
【００１６】
【発明の効果】以上の通り、本発明の光電面は、アンチ
モン、カリウムおよびセシウムの光電子放出材料層にル
ビジウムを添加している。これにより、カソード感度Ｓ
ｋの低下を押さえながら、暗電流Ｉｄｂを大幅に低減さ
せることが可能となった。
モン、カリウムおよびセシウムの光電子放出材料層にル
ビジウムを添加している。これにより、カソード感度Ｓ
ｋの低下を押さえながら、暗電流Ｉｄｂを大幅に低減さ
せることが可能となった。
【図１】光電面および光電子増倍管の断面図である。
【図２】暗電流Ｉｄｂとカソード感度Ｓｋの実測値を示
す図である。
す図である。
１…基板、２…酸化マンガン層、３…光電子放出材料
層、１０…真空容器 １１…受光面板、１２…ダイノード、１３…アノード。
層、１０…真空容器 １１…受光面板、１２…ダイノード、１３…アノード。
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に光電子放出材料層が形成され、
前記光電子放出材料層の構成元素はカリウム、セシウ
ム、ルビジウム、およびアンチモンを含み、前記光電子
放出材料層をＫ2Ｃｓ1-XＲｂXＳｂとして表記した場合
のｘは０．０５〜０．５であることを特徴とする光電
面。 - 【請求項２】 セシウムに対するルビジウムの比が０．
０３を越えることを特徴とする請求項１に記載の光電
面。 - 【請求項３】 前記基板と前記光電子放出材料層の間
に、酸化マンガンの中間層が介在されている請求項１又
は２に記載の光電面。 - 【請求項４】 前記光電子放出材料層が、アンチモンを
主な構成元素とする前記基板側の第１層と、カリウム、
セシウムおよびルビジウムを主な構成元素とする第２層
とを有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
光電面。 - 【請求項５】 真空容器の内部に、請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の光電面と、この光電面から放出され
た光電子を増倍する電子増倍部と、増倍電子を捕集する
アノードとを備えることを特徴とする光電子増倍管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30322691A JP3179537B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 光電面および光電子増倍管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30322691A JP3179537B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 光電面および光電子増倍管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144409A JPH05144409A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3179537B2 true JP3179537B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=17918401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30322691A Expired - Fee Related JP3179537B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 光電面および光電子増倍管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179537B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5308078B2 (ja) | 2008-06-13 | 2013-10-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極 |
| JP5955713B2 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-07-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極 |
| JP2014044960A (ja) * | 2013-11-05 | 2014-03-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30322691A patent/JP3179537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05144409A (ja) | 1993-06-11 |
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