JP3739926B2

JP3739926B2 - 光電子増倍管

Info

Publication number: JP3739926B2
Application number: JP04947198A
Authority: JP
Inventors: 末則木村; 勝彦町田; 浩之久嶋
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2018-03-02
Also published as: JPH11250853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電子増倍管に係り、特に、複数のセグメントに分割したへッドオン型の光電子増倍管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開昭６３−９１９５０号公報、特公昭５８−４１６１７号公報、特開平７−１９２６８６号公報、特公平５−５９５３９号公報又は特開昭６３−２６１６６４号公報がある。これら公報に記載された光電子増倍管は、光入射窓と電子増倍体との間に仕切板を有し、仕切板によって複数のセグメントに分割している。このようなマルチセグメント形式の光電子増倍管は、各セグメント毎に増倍部を配置させ、Ｘ線やガンマ線など放射線源の位置を高精度で割り出すためのものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光電子増倍管は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。
【０００４】
すなわち、従来の光電子増倍管は、仕切板により、電子収束空間を各セグメント毎に完全に仕切るように構成され、光電子増倍管の内部で複数のセグメント毎に収束電極部を必要としていた。従って、構造が複雑になると共に、組立て工数も増え、コストアップを招来するといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、構造が簡単で、部品点数が少なく組立て易い光電子増倍管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の光電子増倍管は、光電面を内側にもった光入射窓と電子増倍体との間の電子収束空間内に仕切板を配置させ、仕切板により電子収束空間を複数に分割して複数のセグメントを構成し、各セグメント毎に増倍部をもった光電子増倍管において、仕切板の下方に設けられ、電子収束空間において、隣接するセグメント間を連通させる開口部と、電子増倍体に固定させた固定電極板と、仕切板と固定電極板との間に架け渡された脚部と、電子増倍体に固定させて、固定電極板と仕切板との間に配置させた収束電極板と、収束電極板に設けられて、脚部を非接触状態で貫通させる脚挿入部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この光電子増倍管において、仕切板は、光入射窓に形成した光電面と同電位である必要があり、これに対して、収束電極板は、光電面から放出される電子を各増倍部内に収束させながら入射させるために、光電面の電圧より高い電位を必要とする。その結果、収束電極板上に仕切板を隣接配置させるにあたって、収束電極板と仕切板とを電気的に非接触状態にしておくことが必要である。そこで、収束電極板上の電子収束空間内に仕切板を配置させる場合、仕切板に脚部を設け、収束電極板に設けた脚挿入部内に脚部を非接触状態で挿入することにより、収束電極板と仕切板との非接触状態を確保する。また、電子増倍体に固定した固定電極板に脚部を固定させることにより、仕切板を、電子収束空間内で確実に固定させる。このような構成を採用すると、収束電極板をセグメント毎に個別的に設けることが必要なく、組立て易い光電子増倍管が可能になる。更に、仕切板と収束電極板との間に開口部を積極的に設けることで、光電子増倍管を組み立てる際の光電面形成工程で必要な光電面形成用の蒸着源（例えば、アンチモンビーズやマンガンビーズ等）を、この開口部に配置させることができ、セグメント毎に蒸着源を配置せずとも、必要最小限の蒸着源を電子収束空間内に配置させるだけで、光電面形成用の蒸気に拡散効果に基づいて、光電面を均一に形成することが可能になる。
【０００８】
請求項２記載の光電子増倍管において、脚挿入部は、スリット又は穴部であると好ましい。このような構成を採用した場合、脚部を介在させた固定電極板と仕切板との非接触状態を簡単かつ確実に達成することができる。
【０００９】
請求項３記載の光電子増倍管において、仕切板の開口部内で、仕切板の真下に光電面形成用の蒸着源を配置すると好ましい。このような構成を採用した場合、光電面形成用の蒸着源から発生する蒸気が仕切板に邪魔されることなく光電面まで均一に達することになり、均質な光電面の形成に寄与する。
【００１０】
請求項４記載の光電子増倍管において、仕切板の交差部分には、蒸着源のうちのアンチモンビースを配置すると好ましい。このような構成は、均質な光電面を形成する上で極めて好ましい態様である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による光電子増倍管の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る光電子増倍管の断面図である。同図に示す光電子増倍管１は、四角柱状をなす中空な透明ガラス製のバルブ２を有し、このバルブ２の一端には、ガラス製の光入射窓３が融着固定され、バルブ２の他端には、ステムピン４を環状に固定したガラス製のステム５が融着固定されている。そして、バルブ２と光入射窓３とステム５とで真空容器６を構成している。
【００１３】
図１及び図２に示すように、真空容器６内には電子増倍体７が配置され、電子増倍体７の上端には収束電極板８が固定され、この収束電極板８と光入射窓３との間には、電子収束空間Ｓ（図４参照）が設けられている。この電子収束空間Ｓは、光入射窓３から放出した電子を収束電極板８の作用によって収束させながら電子増倍体７内に確実に入射させるための空間である。この電子収束空間Ｓには十文字状の仕切板９が配置され、この仕切板９によって、電子収束空間Ｓ内を４つのセグメントに分割している。そして、この仕切板９により、光入射窓３の内側に形成した光電面１０を４分割し、それに対応して、電子増倍体７内に４つの増倍部１１を設けている。更に、各増倍部１１は、配線１２を介してステムピン４に電気的に接続され、それぞれの配線１２を各ステムピン４から立ち上げて、配線１２に電子増倍体７を固定させることで、電子増倍体７は、真空容器６内での所定の位置に保持されることになる。
【００１４】
このような光電子増倍管１の各部品について更に詳述すると、図３に示すように、電子増倍体７は、４枚の側板１３で各ダイノードＤを挟み付けることで、４つの増倍部１１を構成し、各増倍部１１で複数段の電子増倍機能を達成させる。また、収束電極板８において、略正方形状の平板をなす収束電極板本体１４Ａの外周には、一枚の薄板を折曲げ加工又はプレス加工することで作り出される立上げ縁部１４が設けられている。更に、収束電極板本体１４Ａには、各増倍部１１に対応して電子入射窓１５が４個設けられている。そして、電子増倍体７に対する収束電極板８の組付け固定は、電子増倍体７の側板１３の先端に設けた突片１６を、収束電極板８に設けた差し込み口１７内に挿入させ、突片１６の下端に設けた差し込み用切欠き１８内にクサビ片１９を打ち込むことにより達成させる。
【００１５】
光入射窓３の内側は、各セグメントに対応させるように光電面１０を４分割して、４個の光電面部分４ａを作り出し、各光電面部分４ａは凹レンズ形状になっている。これに対して、仕切板９は、略同一形状をなす仕切片９Ａと仕切板９Ｂとを直交させるように、スリット部Ｋ（図４参照）を介して嵌合させることで、十文字に形成され、４個の光電面部分４ａを仕切るように配置される。また、各仕切片９Ａ，９Ｂの頂部は、光電面１０における各光電面部分４ａを仕切る十文字形状の境界線Ｌ（図３参照）に対応して湾曲させている。
【００１６】
また、各仕切片９Ａ，９Ｂの両端には、脚部２０がそれぞれ一体に形成され、十文字状の仕切板９に４本の脚部２０を設けている。そして、各脚部２０によって、仕切板９と収束電極板８とを離間させ、そこに開口部Ｐを形成している（図１参照）。
【００１７】
また、仕切板９と収束電極板８との電気的な導通は回避させている。具体的に、図３〜図５に示すように、収束電極板８には、脚部２０を貫通させる脚挿入部としてのスリット２１が切り込み形成されている。また、脚部２０は、収束電極板８と電気的に非接触状態である必要性から、スリット２１は、脚部２０に触れない切り込み幅を有している。更に、収束電極板８の下側には、側板１３に固定させた固定電極板２２が配置され、この固定電極板２２に仕切板９の脚部２０の先端を固定させている。
【００１８】
また、固定電極板２２は、脚部２０を介して仕切板９と電気的に導通させることが必要である。そこで、固定電極板２２には、各脚部２０の先端を挿入固定させるための脚固定部としての切欠き部２３が４個設けられている。そして、各切欠き部２３に脚部２０の先端をそれぞれ挿入させ、脚部２０の先端部２０ａをＬ字状に折り曲げた後、この先端部２０ａと固定電極板２２とをスポット溶接することで、固定電極板２２に対する仕切板９の固定が達成される。
【００１９】
また、固定電極板２２は、Ｕ字状をなす第１の固定電極板２２ａと直線状をなす第２の固定電極板２２ｂとで二分割の構成をなす。そこで、電子増倍体７の側板１３に設けられた各差し込み用切欠き２４内に第１の固定電極板２２ａ及び第２の固定電極板２２ｂをそれぞれ外側から差し込み、第１の固定電極板２２ａと第２の固定電極板２２ｂとの接合部分をスポット溶接することにより、電子増倍体７に対する固定電極板２２の固定を達成する。
【００２０】
なお、この固定電極板２２の周縁には、バルブ２の内壁面に当接させる爪状のスプリング片２５がスポット溶接により固定されている。また、電子増倍体７の下端は、シールド板２６により覆っている。そして、バルブ２の上部の内壁面には、光電面１０と接触しているアルミ薄膜Ａが設けられている。従って、スプリング片２５をアルミ薄膜Ａと接触させることで、光電面１０と仕切板９とを同電位にする。
【００２１】
このように、光電子増倍管１は、光入射窓３と電子増倍体７との間の電子収束空間Ｓに十文字の仕切板９を有し、仕切板９及び４個の増倍部１１によって、光電子増倍管１の内部を四つのセグメントに分割されている。このような光電子増倍管１は、４セグメント型の光電子増倍管と称され、各セグメント毎に電子を増倍させることを可能にし、Ｘ線やガンマ線などの放射線源の位置の割り出し精度の向上を図っている。また、収束電極板８はセグメント毎に個別的に設けられておらず、組立て易い光電子増倍管１をも可能にする。更に、仕切板８と収束電極板８との間に開口部Ｐを積極的に設けることで、光電子増倍管１を組み立てる際に光電面形成工程で必要となる光電面形成用の蒸着源（例えば、アンチモンビーズやマンガンビーズ等）２８を、この開口部Ｐに配置させることができる。
【００２２】
具体的に、図５及び図６に示すように、仕切片９Ｂの真下に光電面形成用の蒸着源２８を配置させ、この蒸着源２８は、アンチモンビーズ２８ａとマンガンビーズ２８ｂとからなる。これらビース２８ａ，２８ｂは、収束電極板８に固定させたハーメチックシール３０から延びるリード線３１に固定され、開口部Ｐ内に配置させている。ここで、アンチモンビース２８ａは、収束板９の交差部分すなわち仕切片９Ａと９Ｂとが交差する位置の真下に配置され、このアンチモンビース２８ａの両側にはマンガンビース２８ｂを配置させている。
【００２３】
このように、電子収束空間Ｓに開口部Ｐを積極的に設けることで、セグメント毎に蒸着源２８を配置せずとも、必要最小限のビーズ２８ａ，２８ｂを電子収束空間Ｓ内に配置させるだけでよい。そして、リード線３１に電流を流し、ビーズ２８ａ，２８ｂを加熱させることで、ビーズ蒸気が発生し、この蒸気の拡散に基づいて、光電面１０の均一な形成を可能にする。また、仕切片９Ａと９Ｂとが交差する位置の真下に、アンチモンビース２８ａを配置させることは、均質な光電面１０を形成する上で極めて好ましい。
【００２４】
ここで、本発明の光電子増倍管１の他の実施形態として、図７に示すように、第１の仕切片３３Ａと第２の仕切片３３Ｂとからなる仕切板３３には棒状の脚部３４が溶接固定されている。また、収束電極板８において、収束電極板本体１４Ａには、各脚部３４を非接触状態で挿入させる脚挿入部としての穴部３５が形成されている。そして、固定電極板２２には、各脚部３４の先端を挿入固定させるための脚固定部としての穴部３６が４個形成されている。そこで、各穴部３６に脚部３４の先端をそれぞれ挿入させ、脚部３４の先端部３４ａをＬ字状に折り曲げた後、この先端部３４ａと固定電極板２２とを溶接することで、固定電極板２２に対する仕切板３３の固定を達成させている。なお、図７において、図３と同一又は同等な構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図８に示すように３セグメント型の光電子増倍管４０の場合、仕切板４１は、交差することのない平行な２枚の仕切片４１Ａ，４１Ｂにより構成される。そして、各仕切片４１Ａ，４１Ｂの真下にアンチモンビース２８ａ及びマンガンビース２８ｂをそれぞれ配置させる。
【００２６】
また、図９に示すように８セグメント型の光電子増倍管５０の場合、仕切板５１は、横に延びた平行な３枚の仕切片５１Ａ，５１Ｂ，５１ｃと、これらに交差するように縦に延びた１枚の仕切片５１Ｄとにより構成される。そして、仕切片５１Ｄの真下に蒸着源２８を配置させる。この場合、アンチモンビース２８ａとマンガンビース２８ｂは、仕切板５１の中心位置Ｏを基準とした対称関係になるようにそれぞれバランス良く配置されている。すなわち、中心位置Ｏは、光電面１０の中心でもあるから、この位置Ｏを中心として、対称となる位置にアンチモンビース２８ａとマンガンビース２８ｂとをバランス良く配置させることで、電子収束空間Ｓ内でビース蒸気を均一に拡散させることができる。
【００２７】
なお、セグメント数に拘わらず、蒸着源２８を、光電面１０の中心位置Ｏを基準としてバランスよく配置させることが、光電面１０を形成する上で肝要であり、蒸着源２８は、必ずしも仕切板の真下にある必要はない。また、セグメント毎に蒸着源を設けてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明による光電子増倍管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、仕切板の下方に設けられ、電子収束空間において、隣接するセグメント間を連通させる開口部と、電子増倍体に固定させた固定電極板と、仕切板と固定電極板との間に架け渡された脚部と、電子増倍体に固定させて、固定電極板と仕切板との間に配置させた収束電極板と、収束電極板に設けられて、脚部を非接触状態で貫通させる脚挿入部とを備えたことにより、構造が簡単で、部品点数が少なく組立て易い光電子増倍管を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した光電子増倍管の内部を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光電子増倍管の分解斜視図である。
【図４】図１に示した光電子増倍管の要部を示す拡大断面図である。
【図５】図１に示した光電子増倍管の要部を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る光電子増倍管の横断面図である。
【図７】本発明に係る光電子増倍管の第２の実施形態を示すの要部分解斜視図である。
【図８】本発明に係る光電子増倍管の第３の実施形態を示す横断面図である。
【図９】本発明に係る光電子増倍管の第４の実施形態を示す横断面図である。
【符号の説明】
Ｓ…電子収束空間、Ｐ…開口部、１，４０，５０…光電子増倍管、３…光入射窓、７…電子増倍体、８…収束電極板、９，４１，５１…仕切板、１０…光電面、１１…増倍部、２０，３４…脚部、２１…スリット（脚挿入部）、２２…固定電極板、２８…蒸着源、２８ａ…アンチモンビース、３５…穴部（脚挿入部）。

Claims

光電面を内側にもった光入射窓と電子増倍体との間の電子収束空間内に仕切板を配置させ、前記仕切板により前記電子収束空間を複数に分割して複数のセグメントを構成し、前記各セグメント毎に増倍部をもった光電子増倍管において、
前記仕切板の下方に設けられ、前記電子収束空間において、隣接する前記セグメント間を連通させる開口部と、
前記電子増倍体に固定させた固定電極板と、
前記仕切板と前記固定電極板との間に架け渡された脚部と、
前記電子増倍体に固定させて、前記固定電極板と前記仕切板との間に配置させた収束電極板と、
前記収束電極板に設けられて、前記脚部を非接触状態で貫通させる脚挿入部とを備えたことを特徴とする光電子増倍管。
前記脚挿入部は、スリット又は穴部であることを特徴とする請求項１記載の光電子増倍管。
前記仕切板の前記開口部内で、前記仕切板の真下に光電面形成用の蒸着源を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の光電子増倍管。
前記仕切板の交差部分には、前記蒸着源のうちのアンチモンビースを配置したことを特徴とする請求項３記載の光電子増倍管。