JP3216944B2 - Phototube - Google Patents

Phototube

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JP3216944B2
JP3216944B2 JP25065093A JP25065093A JP3216944B2 JP 3216944 B2 JP3216944 B2 JP 3216944B2 JP 25065093 A JP25065093 A JP 25065093A JP 25065093 A JP25065093 A JP 25065093A JP 3216944 B2 JP3216944 B2 JP 3216944B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光電面(光電陰極)に
入射した光子を光電子に変換し、これを陽極から取り出
す光電管に関し、特に、反射型光電面を有する光電管に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phototube which converts photons incident on a photocathode (photocathode) into photoelectrons and extracts the photoelectrons from an anode, and more particularly to a phototube having a reflection type photocathode.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光電管の光電子放出層として広
帯域の光波長に応答できるものが開発されており、高い
光検出感度と大きいS/N比とを持つ光電管が実現され
ている。従って、他の半導体光センサ等では対応できな
い光検出域を必要とする分野にこの光電管が広く利用さ
れている。
2. Description of the Related Art As a photoelectron emission layer of this type of phototube, a photoelectron emission layer capable of responding to a wide range of light wavelengths has been developed, and a phototube having high photodetection sensitivity and a large S / N ratio has been realized. Therefore, this photoelectric tube is widely used in a field that requires a light detection region that cannot be handled by other semiconductor optical sensors or the like.

【0003】このような従来の反射形の光電管として
は、図7に示す構造のものが一般的に用いられている。
ガラスバルブ1内には光電子放出層が形成された光電面
(カソード)2およびアノード3が設けられており、ア
ノード3には光電面2よりも高い一定電圧がリード線2
a,3aを介して印加されている。光電面2に光子が入
射すると、光電面2からは入射光量に応じた光電子が放
出される。この光電子はガラスバルブ1の内面を覆う筒
状のアノード3に収集され、入射光が電気信号として検
出される。
As such a conventional reflection-type phototube, a phototube having a structure shown in FIG. 7 is generally used.
A photocathode (cathode) 2 on which a photoelectron emission layer is formed and an anode 3 are provided in a glass bulb 1, and a constant voltage higher than that of the photocathode 2 is applied to the anode 3 on the lead wire 2.
a, 3a. When photons enter the photocathode 2, photoelectrons are emitted from the photocathode 2 in accordance with the amount of incident light. The photoelectrons are collected by the cylindrical anode 3 covering the inner surface of the glass bulb 1, and incident light is detected as an electric signal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光電管においては、光電面2およびアノード3を真
空雰囲気におくための気密容器としてガラスバルブ1を
用いている。このため、バルブの取扱いミス等によって
ガラスバルブ1に機械的衝撃が加わると、ガラスバルブ
1は直ぐに破損した。従って、光電管の取扱いには慎重
を要した。
However, in the above-mentioned conventional phototube, the glass bulb 1 is used as an airtight container for keeping the photocathode 2 and the anode 3 in a vacuum atmosphere. For this reason, when a mechanical shock was applied to the glass bulb 1 due to a handling error of the bulb or the like, the glass bulb 1 was immediately broken. Therefore, the handling of the phototube required caution.

【0005】また、ガラスバルブ1の内部を真空封止す
る際には、光電面2を支えるガラス材からなる図示しな
いステム部とガラスバルブ1の端部とに熱を加え、ガラ
スを溶解して融着させる。しかし、このように熱を加え
ると熱の歪みによってガラス材にクラックが入り、ガラ
スバルブ1やステム部が割れることがあった。さらに、
この熱が光電面2に伝わり、光電面2が酸化して光検出
特性が劣化することもあった。従って、従来、ガラスバ
ルブ1の全長を長く設定し、真空封止部と光電面2との
距離を大きくして熱が光電面2に伝わり難い構造をとる
必要があった。このため、従来構造の光電管にあっては
小型化することが困難であった。
When the inside of the glass bulb 1 is vacuum-sealed, heat is applied to a stem (not shown) made of a glass material supporting the photocathode 2 and an end of the glass bulb 1 to melt the glass. Let it fuse. However, when heat is applied in this way, the glass material is cracked due to the heat distortion, and the glass bulb 1 and the stem may be broken. further,
This heat is transmitted to the photocathode 2 and the photocathode 2 may be oxidized to deteriorate the light detection characteristics. Therefore, conventionally, it has been necessary to set the entire length of the glass bulb 1 to be long, to increase the distance between the vacuum sealing portion and the photocathode 2, and to adopt a structure in which heat is not easily transmitted to the photocathode 2. For this reason, it was difficult to reduce the size of the conventional phototube.

【0006】本発明は、このような課題を解消するため
になされたもので、入射光に対して十分な感度を持ちな
がら小型で量産に適し、しかも、破損しにくい構造を有
する反射型光電管を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem, and there is provided a reflection-type photoelectric tube having a structure which is small in size, suitable for mass production, has sufficient sensitivity to incident light, and has a structure which is not easily damaged. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、陽極を構成す
る金属からなる側管の一方の開口を塞ぐガラス製の受光
面板及び前記側管の他方の開口を塞ぐステムを有してな
る容器と、前記容器内の前記受光面板に対向する位置に
配置された光電面と、前記ステムを貫通して前記光電面
に電気的に接続された陰極取り出し線とを備えた光電管
において、前記ステムはは金属ステムを有し前記側管に
接続されており、このステムと前記陰極取り出し線との
間には絶縁材料が介在しており、前記陰極は複数の前記
電極取り出し線によって支持されていることを特徴とす
る。本発明の光電管は、小型で量産に適し、破損しにく
い構造を有する反射型光電管であって、しかも、入射光
に対して十分な感度を有することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a container having a glass light receiving face plate for closing one opening of a metal side tube constituting an anode and a stem for closing the other opening of the side tube. And a photocathode disposed at a position facing the light receiving face plate in the container, and a phototube comprising a cathode extraction line penetrating the stem and electrically connected to the photocathode, wherein the stem is Has a metal stem, is connected to the side tube, an insulating material is interposed between the stem and the cathode lead wire, and the cathode is supported by the plurality of electrode lead wires. It is characterized by. INDUSTRIAL APPLICABILITY The photoelectric tube of the present invention is a reflection-type photoelectric tube having a small size, suitable for mass production, and having a structure that is not easily damaged, and has sufficient sensitivity to incident light.

【0008】また、前記を金属排気管が貫通しており、
前記側管、前記ステム及び前記金属排気管は電気的に接
続されていることが好ましい。
A metal exhaust pipe penetrates the above,
It is preferable that the side pipe, the stem, and the metal exhaust pipe are electrically connected.

【0009】前記他方の開口側の前記側管は、この側管
の外側に曲がったフランジを有しており、このフランジ
に前記ステムが取り付けられていることが好ましい。前
記一方の開口側の前記側管は、この側管の内側に曲がっ
たフランジを有しており、前記フランジに前記受光面板
が取り付けられることが好ましい。また、絶縁材料から
なるケースを容器に被せることもできる。
It is preferable that the side pipe on the other opening side has a bent flange outside the side pipe, and the stem is attached to the flange. It is preferable that the side tube on the one opening side has a bent flange inside the side tube, and the light receiving face plate is attached to the flange. Further, a case made of an insulating material can be put on the container.

【0010】[0010]

【作用】光電面は、アノード電極を兼ねる金属容器内に
おいて真空封止される。
The photoelectric surface is vacuum-sealed in a metal container also serving as an anode electrode.

【0011】また、側管の一方の開口面を受光面板、他
方の開口面を金属ステムで塞いで金属容器を構成するこ
とにより、金属容器の真空封止は側管と金属ステムとを
溶接することによって行える。
[0011] Further, by forming a metal container by closing one opening surface of the side tube with a light receiving surface plate and the other opening surface with a metal stem, vacuum sealing of the metal container welds the side tube and the metal stem. Can be done by

【0012】また、受光部の内面に金属容器に電気的に
接触している導電膜が設けられると、入射光に応じて光
電面から放出される光電子は効率よくアノード電極に収
集される。
When a conductive film electrically contacting the metal container is provided on the inner surface of the light receiving section, photoelectrons emitted from the photocathode in response to incident light are efficiently collected at the anode electrode.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例による光電管を
示す斜視図であり、図2(a),(b),(c)はそれ
ぞれこの光電管の平面図,側断面図,裏面図を示してい
る。
1 is a perspective view showing a phototube according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are a plan view, a side sectional view, and a rear view of the phototube, respectively. FIG.

【0014】金属バルブ11は両端が開口した円筒状を
しており、金属容器の側管を構成している。この金属バ
ルブ11の一方の開口面にはバルブ内部に突出する内向
きフランジ11aが形成されており、この内向きフラン
ジ11aに受光面板(フェイスプレート)12が融着さ
れている。この受光面板12は透光性のガラス材料から
なり、この受光面板12によって側管の一方の開口面が
塞がれている。また、金属バルブ11の他方の開口面に
はバルブ外部に突出する外向きフランジ11bが形成さ
れており、この外向きフランジ11bに金属ステム13
が抵抗溶接されている。金属バルブ11およびこの金属
ステム13は鉄,コバルト,ニッケルの合金(コバー
ル)からなり、ガラス材料と融着しやすい性質を備えて
いる。この金属ステム13によって側管の他方の開口面
が塞がれ、金属ステム13の中央部に設けられた金属排
気管14から金属容器内部が真空排気されることによ
り、金属容器内部は真空状態に保たれている。また、こ
れら金属バルブ11、金属ステム13および金属排気管
14は電気的に接触しており、同電位に設定されてい
る。
The metal valve 11 has a cylindrical shape with both ends opened, and constitutes a side tube of a metal container. An inward flange 11a protruding into the inside of the valve is formed on one opening surface of the metal valve 11, and a light receiving face plate (face plate) 12 is fused to the inward flange 11a. The light-receiving surface plate 12 is made of a translucent glass material, and the light-receiving surface plate 12 closes one opening surface of the side tube. An outward flange 11b protruding outside the valve is formed on the other opening surface of the metal valve 11, and a metal stem 13 is formed on the outward flange 11b.
Are resistance welded. The metal valve 11 and the metal stem 13 are made of an alloy (kovar) of iron, cobalt, and nickel, and have a property of being easily fused to a glass material. The other opening surface of the side tube is closed by the metal stem 13, and the inside of the metal container is evacuated from the metal exhaust pipe 14 provided at the center of the metal stem 13, so that the inside of the metal container is in a vacuum state. Is kept. The metal valve 11, the metal stem 13, and the metal exhaust pipe 14 are in electrical contact with each other and are set at the same potential.

【0015】金属容器内部の受光面板12に対向する位
置には円板状の光電面15が設けられている。この光電
面15の受光面板12に対向する表面にはCs−56Te
からなる光電子放出層が形成されており、光電面15は
4本の陰極取り出し線16によって金属容器内に固定さ
れている。この固定は光電面15の周端部と陰極取り出
し線16とが溶接されることによって行われている。陰
極取り出し線16は銅線等の導電材料からなり、電気的
絶縁性を持つテーパー状ハーメチックガラス17によっ
て金属ステム13に固定されている。
A disk-shaped photoelectric surface 15 is provided at a position facing the light-receiving surface plate 12 inside the metal container. The surface of the photoelectric surface 15 facing the light receiving surface plate 12 is Cs-56Te .
Is formed, and the photocathode 15 is fixed in the metal container by four cathode extraction lines 16. This fixing is performed by welding the peripheral end of the photocathode 15 and the cathode lead wire 16. The cathode lead wire 16 is made of a conductive material such as a copper wire, and is fixed to the metal stem 13 by a tapered hermetic glass 17 having electrical insulation.

【0016】このような光電管21の真空封止は具体的
には次のように行われる。
The vacuum sealing of the photoelectric tube 21 is specifically performed as follows.

【0017】まず、ハーメチックガラス17によって陰
極取り出し線16が配設された金属ステム13が用意さ
れる。そして、予め56Teが蒸着された光電面15が各
陰極取り出し線16に溶接される。その後、金属バルブ
11の外向きフランジ11bと金属ステム13とが抵抗
溶接治具を用いて抵抗溶接され、金属容器のフランジ部
の真空気密が保たれる。
First, a metal stem 13 provided with a cathode take-out line 16 by a hermetic glass 17 is prepared. Then, the photocathode 15 on which 56 Te is deposited in advance is welded to each cathode lead wire 16. Thereafter, the outward flange 11b of the metal valve 11 and the metal stem 13 are resistance-welded using a resistance welding jig, and the vacuum tightness of the flange portion of the metal container is maintained.

【0018】次に、図3に示すように、以上の工程を経
た製造過程にある複数本の光電管22が枝管(分岐部)
23に接続される。各光電管22に設けられた各排気管
14とこの枝管23との各内部空間は連通しており、こ
の枝管23はバルブ24を介して真空ポンプ25につな
がっている。また、枝管23にはセシウム源26を内蔵
している容器27が接続されている。このような状態で
各光電管22の温度が180℃に設定され、真空ポンプ
25が駆動されて各光電管22の金属容器内部が真空排
気される。この排気が終了しだい、金属容器内部の真空
度が確認され、所定の真空度に達している場合にはアル
カリ活性工程に入る。つまり、セシウム源26が高周波
誘導加熱器で加熱され、セシウムが各金属容器内に導入
される。このアルカリ活性工程によって、各光電面15
にCs−56Teからなる光電子放出層が形成される。最
後に、金属容器下部となる金属排気管14が一定長さを
残して封止切られ、個々の光電管21に分離される。
Next, as shown in FIG. 3, a plurality of photoelectric tubes 22 in the manufacturing process through the above steps are connected to a branch tube (branch portion).
23. The respective internal spaces of the exhaust pipes 14 provided in the photoelectric tubes 22 and the branch pipes 23 communicate with each other, and the branch pipes 23 are connected to a vacuum pump 25 via a valve 24. In addition, a container 27 containing a cesium source 26 is connected to the branch pipe 23. In such a state, the temperature of each phototube 22 is set to 180 ° C., and the vacuum pump 25 is driven to evacuate the inside of the metal container of each phototube 22. Upon completion of the evacuation, the degree of vacuum inside the metal container is confirmed. If the degree of vacuum has reached a predetermined degree, the process proceeds to the alkali activation step. That is, the cesium source 26 is heated by the high-frequency induction heater, and cesium is introduced into each metal container. By this alkali activation step, each photocathode 15
Photoelectron emitting layer made of: Cs-56 Te in is formed. Finally, the metal exhaust pipe 14 serving as the lower part of the metal container is cut off with a certain length left, and separated into individual photoelectric tubes 21.

【0019】このようにして得られた光電管21は次の
ように使用される。つまり、陰極取り出し線16に陰極
電位、通常は接地電位が与えられ、金属容器に陰極電位
より高い電位の陽極電位が与えられる。すなわち、本実
施例による光電管21においては金属容器が陽極電極と
して機能する。金属バルブ11,金属ステム13および
金属排気管14は電気的に接続されているため、金属容
器に与える陽極電位はこのいずれに与えても良いが、チ
ップオフ部分の金属排気管14がクリップしやすくて陽
極電位を与えやすい。このように各電極間に電圧を印加
した状態で、受光面板12を介して光電面15に光が入
射すると、光電面15から光電子が放出される。放出さ
れた光電子は陽極電極、つまり金属容器に収集され、入
射光が電気信号として取り出される。
The phototube 21 thus obtained is used as follows. That is, a cathode potential, usually a ground potential, is applied to the cathode extraction line 16, and an anode potential higher than the cathode potential is applied to the metal container. That is, in the photoelectric tube 21 according to the present embodiment, the metal container functions as an anode electrode. Since the metal valve 11, the metal stem 13, and the metal exhaust pipe 14 are electrically connected to each other, the anode potential applied to the metal container may be applied to any of them. However, the metal exhaust pipe 14 in the chip-off portion is easily clipped. To easily give an anode potential. When light is incident on the photoelectric surface 15 via the light receiving surface plate 12 in a state where a voltage is applied between the electrodes, photoelectrons are emitted from the photoelectric surface 15. The emitted photoelectrons are collected on an anode electrode, that is, a metal container, and incident light is extracted as an electric signal.

【0020】金属容器には上記のように陽極電位が与え
られるため、実際に使用する時には図4に示すように、
金属容器にケース31が被されてシールドされる。この
ケース31はジュラコン樹脂等の絶縁材料によって形成
され、陽極電位が外部に伝わらない構成になっている。
なお、同図(a),(b),(c)はそれぞれケース3
1が被さった光電管21の平面図,側断面図,裏面図を
示しており、同図において図2と同一部分には同符号を
付してその説明は省略する。
Since the anode potential is given to the metal container as described above, when it is actually used, as shown in FIG.
The case 31 is covered on the metal container and shielded. The case 31 is formed of an insulating material such as a Duracon resin, and has a configuration in which the anode potential is not transmitted to the outside.
FIGS. 3A, 3B and 3C show case 3 respectively.
2 shows a plan view, a side sectional view, and a back view of the photoelectric tube 21 covered by 1, and the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0021】本実施例の構造による光電管21の光電面
15は、アノード電極を兼ねる金属容器内において真空
封止されている。このため、気密容器は金属材料によっ
て形成され、従来のガラス材料からなる機械的に脆い気
密容器に比較して遥かに堅牢なものとなる。従って、少
々の機械的衝撃が加わっても従来のように破損するおそ
れは小さく、光電管を従来のように慎重に取扱う必要は
なくなる。また、アノード電極を兼ねる金属容器内に光
電面15が設けられ、従来のように気密容器内に陽極を
設ける必要がないため、光電管の小型化が図れると共に
構成材料の節約をすることができる。
The photocathode 15 of the phototube 21 having the structure of this embodiment is vacuum-sealed in a metal container also serving as an anode electrode. For this reason, the hermetic container is formed of a metal material, and is much more robust than a mechanically fragile hermetic container made of a conventional glass material. Therefore, even if a small mechanical impact is applied, the possibility of breakage as in the conventional case is small, and it is not necessary to handle the photoelectric tube with care as in the conventional case. In addition, since the photocathode 15 is provided in a metal container also serving as an anode electrode, and there is no need to provide an anode in an airtight container as in the related art, the size of the phototube can be reduced and the constituent materials can be saved.

【0022】また、金属バルブ11の一方の開口面を受
光面板12、他方の開口面を金属ステム13で塞いで金
属容器を構成することにより、金属容器の真空封止は金
属バルブ11と金属ステム13とを抵抗溶接することに
よって行える。このため、気密容器は金属材料によって
形成され、しかも、真空封止に加熱工程を必要としない
ため、従来のように熱歪によってガラス気密容器にクラ
ックが生じるといった問題は起きない。さらに、従来の
ようにバルブを加熱する必要がないため、アルカリ金属
からなる光電面が酸化するおそれもなく、光電管の光検
出特性が劣化することもない。また、従来はこの真空封
止のための熱を光電面に伝わり難くするため、ガラスバ
ルブの全長を長く設定したが、本実施例の光電管におい
ては抵抗溶接によって気密容器を真空封止するため、バ
ルブの全長を長く設定する必要もない。従って、本実施
例による光電管は、気密容器内に陽極を設ける必要がな
いこととあいまって一層の小型化を図ることができ、半
導体光センサと同程度のサイズにすることが可能にな
る。
Further, a metal container is formed by closing one opening surface of the metal valve 11 with the light receiving surface plate 12 and the other opening surface with the metal stem 13, so that the metal container is vacuum-sealed with the metal valve 11 and the metal stem. 13 by resistance welding. For this reason, the hermetic container is formed of a metal material, and does not require a heating step for vacuum sealing, so that there is no problem that cracks occur in the hermetic glass due to thermal strain as in the related art. Further, since there is no need to heat the bulb as in the related art, there is no possibility that the photocathode made of the alkali metal is oxidized, and the photodetection characteristics of the phototube do not deteriorate. In addition, conventionally, in order to make it difficult for heat for vacuum sealing to be transmitted to the photoelectric surface, the entire length of the glass bulb was set to be long.However, in the photoelectric tube of the present embodiment, since the airtight container is vacuum-sealed by resistance welding, There is no need to lengthen the total length of the valve. Therefore, the photoelectric tube according to the present embodiment can be further reduced in size in combination with the necessity of providing an anode in an airtight container, and can be made approximately the same size as a semiconductor optical sensor.

【0023】このような本実施例による光電管21の特
性は従来の光電管の特性と変わるところはなく、小型で
あっても従来と同様に高い光検出感度を備えていること
が以下の実験によって確認された。
The characteristics of the phototube 21 according to the present embodiment are not different from those of the conventional phototube, and it is confirmed by the following experiments that the phototube 21 has a high photodetection sensitivity even if it is small. Was done.

【0024】次の表1は、本実施例による光電管と浜松
ホトニクス(株)製の従来タイプの光電管(型名:R1
228)との放射感度特性を比較した表である。この従
来タイプの光電管は、本実施例による光電管と同じCs
−Te光電面を持っている点が共通しているが、ガラス
バルブ内に各電極が設けられている点が相違している。
The following Table 1 shows a phototube according to the present embodiment and a conventional phototube (model name: R1) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
228) is a table in which the radiation sensitivity characteristics are compared. This conventional type phototube has the same Cs as the phototube according to the present embodiment.
Although they have in common that they have a -Te photoelectric surface, they differ in that each electrode is provided in a glass bulb.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】実験は、上表に示す通り、従来タイプの光
電管(R1228)は6個の試料(No.1〜No.
6)、本実施例による新タイプの光電管は5個の試料
(No.1〜No.5)について行った。まず、各光電
管の光電面および陽極電極間に90[V]の電圧Ebb
印加した状態で水銀ランプの光を照射した。この水銀ラ
ンプから出射される光は主として254nmの波長の紫
外光である。この時、各光電管の放射感度[nA/μ
W]は同表の最左欄にある「Suv(1)」に示され
る。つまり、従来タイプの試料No.1の光電管の放射
感度は19.47[nA/μW]、試料No.2の光電
管の放射感度は11.61[nA/μW]、…であるこ
とが示されている。同様に、新タイプの試料No.1の
光電管の放射感度は22.40[nA/μW]、試料N
o.2の光電管の放射感度は18.23[nA/μ
W]、…であることが示されている。また、このSuv
(1)の右隣りにある「Suv(2)」と示された欄
は、光電面および陽極電極間に25[V]の電圧Ebb
印加した状態で、各光電管に水銀ランプ光を照射した時
の放射感度[nA/μW]を示している。
In the experiment, as shown in the above table, the conventional type photoelectric tube (R1228) has six samples (No. 1 to No. 1).
6), a new type of phototube according to the present embodiment was performed on five samples (No. 1 to No. 5). First, light from a mercury lamp was irradiated with a voltage Ebb of 90 [V] applied between the photocathode of each photoelectric tube and the anode electrode. The light emitted from this mercury lamp is mainly ultraviolet light having a wavelength of 254 nm. At this time, the radiation sensitivity of each photoelectric tube [nA / μ
W] is shown in “Suv (1)” in the leftmost column of the table. That is, the conventional sample No. The radiation sensitivity of the photoelectric tube of Sample No. 1 was 19.47 [nA / μW], and It is shown that the radiation sensitivity of Photocell 2 is 11.61 [nA / μW],. Similarly, a new type of sample No. The radiation sensitivity of the photocell of Example 1 was 22.40 [nA / μW], and the sample N
o. The radiation sensitivity of Photocell 2 was 18.23 [nA / μ.
W],... Also, this Suv
Right next column labeled "Suv (2)" in the (1) in a state where the voltage E bb was applied in 25 [V] between the photocathode and the anode electrode, irradiating mercury lamp light to each phototube The radiation sensitivity [nA / μW] is shown.

【0027】同表から、各光電管の放射感度は、従来タ
イプ,新タイプにかかわらずほぼ同様な感度が得られ、
また、新タイプの光電管において供給電圧Ebbを低くし
ても、光検出感度はほとんど変化しないことが確認され
た。
From the table, the radiation sensitivity of each photocell is almost the same regardless of the conventional type and the new type.
It was also confirmed that the photodetection sensitivity hardly changed even when the supply voltage Ebb was reduced in the new type of phototube.

【0028】次に、各光電管に90[V]の電圧を供給
しつつ、水銀ランプ光に加えて100[W]電球の光を
照射した。Suv(2)の右隣りにある「Suv(1)
+W」と示された欄は、この時の各光電管の放射感度
[nA/μW]を示している。また、さらにこの欄の右
隣りにある「可視分W」と示された欄は、Suv(1)
+Wと示された欄の放射感度のうち、100[W]電球
の光照射に対応した放射感度分を示している。つまり、
この可視分Wの欄に示される放射感度値は、Suv
(1)+Wの欄に示される放射感度値からSuv(1)
の欄に示される放射感度値を差し引いた値が示されてい
る。また、さらにこの欄の右隣りにある「可視分率W/
Suv(1)」と示された欄には、可視分Wの欄に示さ
れた放射感度値をSuv(1)の欄に示された放射感度
値で割った値が示されている。つまり、この欄の値は、
100[W]電球光の水銀ランプ光に対する放射感度の
比率が百分率で示されている。
Next, while supplying a voltage of 90 [V] to each photoelectric tube, the light of a 100 [W] bulb was irradiated in addition to the mercury lamp light. “Suv (1) next to Suv (2)
The column labeled “+ W” indicates the radiation sensitivity [nA / μW] of each phototube at this time. Further, a column indicated as “visible portion W” on the right of this column is Suv (1).
Among the radiation sensitivities in the column indicated by + W, a radiation sensitivity corresponding to light irradiation of a 100 [W] bulb is shown. That is,
The radiation sensitivity value shown in the column of visible portion W is Suv
(1) From the radiation sensitivity values shown in the column of + W, Suv (1)
The values obtained by subtracting the radiation sensitivity values shown in the column of "." Further, the “visible fraction W /
In the column labeled “Suv (1)”, a value obtained by dividing the radiation sensitivity value shown in the column of visible light W by the radiation sensitivity value shown in the column of Suv (1) is shown. In other words, the value in this column is
The ratio of the radiation sensitivity of 100 [W] bulb light to mercury lamp light is shown in percentage.

【0029】同表に示されるように、本実施例による新
タイプの光電管においても、100[W]電球から可視
光が照射されても、254nmの紫外光の検出感度には
ほとんど影響がないことが確認された。
As shown in the table, even in the new type of phototube according to the present embodiment, even if visible light is irradiated from a 100 [W] bulb, the detection sensitivity of 254 nm ultraviolet light has almost no effect. Was confirmed.

【0030】次に、この新タイプの光電管の電流−電圧
(I−V)特性と、上述した従来タイプの光電管のI−
V特性とを比較した結果を図5のグラフに示す。
Next, the current-voltage (IV) characteristics of the new type phototube and the I-V characteristics of the above-mentioned conventional type phototube will be described.
The result of comparison with the V characteristic is shown in the graph of FIG.

【0031】同グラフの横軸は光電面および陽極電極間
に印加した電圧[V]を示している。縦軸は、各電圧印
加時に光電面に実際に流れた光電流の百分率を示してお
り、印加電圧90[V]の下で20[nA/μW]の放
射感度になる時に光電面に得られる電流を100として
ある。また、実線で示されるI−V特性線は本実施例に
よる新タイプの光電管の特性、点線で示されるI−V特
性線は従来タイプの光電管の特性を示している。同グラ
フに示されるように各特性線はほぼ一致しており、新タ
イプおよび従来タイプのいずれのI−V特性もほとんど
変わらないことが理解される。
The horizontal axis of the graph indicates the voltage [V] applied between the photoelectric surface and the anode electrode. The vertical axis indicates the percentage of the photocurrent actually flowing on the photocathode when each voltage is applied, and is obtained on the photocathode when the radiation sensitivity becomes 20 [nA / μW] under an applied voltage of 90 [V]. The current is set to 100. Further, the IV characteristic line indicated by a solid line indicates the characteristic of the new type phototube according to the present embodiment, and the IV characteristic line indicated by the dotted line indicates the characteristic of the conventional type phototube. As shown in the graph, the characteristic lines are almost the same, and it is understood that the IV characteristics of the new type and the conventional type hardly change.

【0032】このように本実施例による光電管は小型で
ありながら、従来の光電管と同程度の光検出感度を備え
ていることが実証された。
As described above, it has been proved that the phototube according to the present embodiment has a light detection sensitivity comparable to that of a conventional phototube, while being small.

【0033】次に、本発明の第2の実施例による光電管
について図6を用いて説明する。
Next, a phototube according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】上記実施例による光電管は同図(a)の略
側断面図に示すように、金属バルブ11の一方の開口面
が受光面板12、他方の開口面が金属ステム13で塞が
れた構造を持ち、光電面15から放出された光電子を陽
極電位に設定された金属バルブ11や金属ステム13等
に収集した。これに対して本実施例による光電管は、同
図(b)の略側断面図に示すように、受光面板41の内
壁面に光透過率の良好な導電膜42が薄く蒸着され、こ
の導電膜42が金属バルブ43と電気的に接触している
構造を有している。このように光入射窓の裏面に導電膜
42が形成されていても、入射光は導電膜42を透過し
て光電面44に到達し、光電面44から光電子を放出さ
せる。この光電子は金属バルブ43や金属ステム45に
収集されるばかりでなく、導電膜42においても収集さ
れる。従って、本実施例による光電管51においては光
電面44から放出される光電子がより効率よくアノード
電極に収集されるため、光電管51の全長をより短くす
ることができる。このため、光電管のより一層の小型化
を図ることが可能になる。なお、導電膜42は導電性を
有して光透過率の良いものならば何でも良い。
In the phototube according to the above embodiment, one opening surface of the metal valve 11 is closed by the light receiving surface plate 12 and the other opening surface is closed by the metal stem 13 as shown in a schematic side sectional view of FIG. Photoelectrons having a structure and emitted from the photocathode 15 were collected by the metal valve 11 and the metal stem 13 set at the anode potential. On the other hand, in the photoelectric tube according to the present embodiment, as shown in the schematic side sectional view of FIG. 2B, a conductive film 42 having good light transmittance is thinly deposited on the inner wall surface of the light receiving surface plate 41, 42 has a structure in which it is in electrical contact with the metal valve 43. Thus, even if the conductive film 42 is formed on the back surface of the light incident window, the incident light passes through the conductive film 42 and reaches the photoelectric surface 44, and emits photoelectrons from the photoelectric surface 44. The photoelectrons are collected not only in the metal valve 43 and the metal stem 45 but also in the conductive film 42. Therefore, in the phototube 51 according to the present embodiment, the photoelectrons emitted from the photocathode 44 are more efficiently collected by the anode electrode, so that the total length of the phototube 51 can be further reduced. For this reason, it is possible to further reduce the size of the photoelectric tube. Note that the conductive film 42 may be anything as long as it has conductivity and good light transmittance.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
電面は、アノード電極を兼ねる金属容器内において真空
封止される。このため、光電管の機械的強度は増し、従
来のように光電管が破損するおそれは極めて小さくな
り、光電管の信頼性は向上する。また、容器内に陽極を
設ける必要がないため、光電管の小型化が図れ、量産に
適した取扱いの容易な構造の光電管が実現される。
As described above, according to the present invention, the photocathode is vacuum-sealed in the metal container also serving as the anode electrode. For this reason, the mechanical strength of the photoelectric tube is increased, and the possibility that the photoelectric tube is damaged as in the related art is extremely reduced, and the reliability of the photoelectric tube is improved. In addition, since there is no need to provide an anode in the container, the size of the phototube can be reduced, and a phototube having an easily handled structure suitable for mass production can be realized.

【0036】また、側管の一方の開口面を受光面板、他
方の開口面を金属ステムで塞いで金属容器を構成するこ
とにより、金属容器の真空封止は側管と金属ステムとを
溶接することによって行える。このため、気密容器内部
を真空封止するために容器を従来のように加熱する必要
はなく、ガラス材のクラックの問題は生じない。さら
に、加熱によって光電面が酸化することもなく、光電面
の特性が劣化することもない。また、加熱部および光電
面間に距離を確保するため、気密容器の長さを長くとる
必要もないため、容器内に陽極を設ける必要がないこと
とあいまって光電管の小型化を図ることができる。
In addition, by forming a metal container by closing one opening surface of the side tube with a light receiving surface plate and the other opening surface with a metal stem, vacuum sealing of the metal container welds the side tube and the metal stem. Can be done by For this reason, it is not necessary to heat the container to vacuum seal the inside of the airtight container as in the related art, and the problem of cracking of the glass material does not occur. Further, the photocathode is not oxidized by heating, and the characteristics of the photocathode are not deteriorated. Also, in order to secure a distance between the heating unit and the photocathode, it is not necessary to increase the length of the airtight container, so that it is not necessary to provide an anode in the container, so that the photoelectric tube can be downsized. .

【0037】また、受光部の内面に金属容器に電気的に
接触している導電膜が設けられると、入射光に応じて光
電面から放出される光電子は効率よくアノード電極に収
集される。このため、金属容器をより小さく構成するこ
とが可能となり、光電間のより一層の小型化を図ること
が可能となる。
When a conductive film electrically contacting the metal container is provided on the inner surface of the light receiving portion, photoelectrons emitted from the photocathode in response to incident light are efficiently collected at the anode electrode. For this reason, the metal container can be made smaller, and the size of the photoelectric container can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による光電管の斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view of a phototube according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例による光電管の三面を示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing three surfaces of a phototube according to the first embodiment.

【図3】第1の実施例による光電管の製造に用いられる
製造装置を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing apparatus used for manufacturing a phototube according to the first embodiment.

【図4】第1の実施例による光電管にケースを被せた図
である。
FIG. 4 is a diagram in which a case is put on the photoelectric tube according to the first embodiment.

【図5】第1の実施例による新タイプの光電管および従
来タイプの光電管の各電流−電圧特性を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing current-voltage characteristics of a new type phototube and a conventional type phototube according to the first embodiment.

【図6】本発明の第2の実施例による光電管を説明する
略側断面図である。
FIG. 6 is a schematic side sectional view illustrating a phototube according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来の光電管の構造を示す略側断面図である。FIG. 7 is a schematic side sectional view showing the structure of a conventional phototube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…金属バルブ(側管)、12…受光面板、13…金
属ステム、14…金属排気管、15…光電面(光電陰
極)、16…陰極取り出し線、17…テーパー状ハーメ
チックガラス、21…第1の実施例による光電管、42
…導電膜、51…第2の実施例による光電管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Metal bulb (side tube), 12 ... Light receiving surface plate, 13 ... Metal stem, 14 ... Metal exhaust pipe, 15 ... Photocathode (photocathode), 16 ... Cathode extraction line, 17 ... Tapered hermetic glass, 21 ... No. Phototube according to one embodiment, 42
... Conductive film, 51. Phototube according to the second embodiment.

フロントページの続き (72)発明者 稲葉 勝美 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 野末 信夫 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 岡野 和芳 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 久嶋 浩之 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−225933(JP,A) 特開 昭52−30152(JP,A) 特開 昭54−16171(JP,A) 実開 昭47−17555(JP,U) 特公 昭30−5518(JP,B1) 実公 昭14−4304(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 40/00 - 40/20 H01J 43/28 - 43/30 Continuing from the front page (72) Inventor Katsumi Inaba 1126, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Inside (72) Inventor Nobuo Nozuo 1126, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72 ) Inventor Kazuyoshi Okano 1126 Nomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Hisashima 1126 Nono-cho, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1 Inside Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (56) References JP Hei 5-225933 (JP, A) JP-A-52-30152 (JP, A) JP-A-54-16171 (JP, A) JP-A-47-17555 (JP, U) JP-B-30-5518 (JP, A) , B1) Jikken 14-3004 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 40/00-40/20 H01J 43/28-43/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 陽極を構成する金属からなる側管の一方
の開口を塞ぐガラス製の受光面板及び前記側管の他方の
開口を塞ぐステムを有してなる容器と、前記容器内の前
記受光面板に対向する位置に配置された光電面と、前記
ステムを貫通して前記光電面に電気的に接続された陰極
取り出し線とを備えた光電管において、 前記ステムは金属ステムを有し前記側管に接続されてお
り、このステムと前記陰極取り出し線との間には絶縁材
料が介在しており、 前記陰極は複数の前記電極取り出し線によって支持され
ていることを特徴とする光電管。
1. A container having a light receiving face plate made of glass for closing one opening of a side tube made of metal constituting an anode, and a stem for closing the other opening of the side tube, and the light receiving portion in the container. In a phototube comprising a photocathode arranged at a position facing the face plate and a cathode lead-out line penetrating the stem and being electrically connected to the photocathode, the stem has a metal stem and the side tube A photocathode, wherein an insulating material is interposed between the stem and the cathode extraction line, and the cathode is supported by a plurality of the electrode extraction lines.
【請求項2】 前記ステムを金属排気管が貫通してお
り、前記側管、前記ステム及び前記金属排気管は電気的
に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光
電管。
2. The photoelectric tube according to claim 1, wherein a metal exhaust pipe penetrates through the stem, and the side pipe, the stem, and the metal exhaust pipe are electrically connected.
【請求項3】 前記他方の開口側の前記側管は、この側
管の外側に曲がったフランジを有しており、このフラン
ジに前記ステムが取り付けられていることを特徴とする
請求項1に記載の光電管。
3. The side pipe according to claim 1, wherein the side pipe on the other opening side has a bent flange outside the side pipe, and the stem is attached to the flange. A phototube as described.
【請求項4】 前記一方の開口側の前記側管は、この側
管の内側に曲がったフランジを有しており、前記フラン
ジに前記受光面板が取り付けられることを特徴とする請
求項1に記載の光電管。
4. The side tube according to claim 1, wherein the side tube on the one opening side has a bent flange inside the side tube, and the light receiving face plate is attached to the flange. Phototube.
【請求項5】 絶縁材料からなるケースが前記容器に被
せられてなる請求項1に記載の光電管。
5. The phototube according to claim 1, wherein a case made of an insulating material is covered on the container.
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