JP4801886B2 - Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates - Google Patents

Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates Download PDF

Info

Publication number
JP4801886B2
JP4801886B2 JP2004197474A JP2004197474A JP4801886B2 JP 4801886 B2 JP4801886 B2 JP 4801886B2 JP 2004197474 A JP2004197474 A JP 2004197474A JP 2004197474 A JP2004197474 A JP 2004197474A JP 4801886 B2 JP4801886 B2 JP 4801886B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boule
flat
fiber
glass
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004197474A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006016272A (en
Inventor
ティー. マブリー トーマス
Original Assignee
アイティーティー・マニュファクチュアリング・エンタープライゼズ・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイティーティー・マニュファクチュアリング・エンタープライゼズ・インコーポレーテッド filed Critical アイティーティー・マニュファクチュアリング・エンタープライゼズ・インコーポレーテッド
Priority to JP2004197474A priority Critical patent/JP4801886B2/en
Publication of JP2006016272A publication Critical patent/JP2006016272A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4801886B2 publication Critical patent/JP4801886B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04Electron multipliers
    • H01J43/06Electrode arrangements
    • H01J43/18Electrode arrangements using essentially more than one dynode
    • H01J43/24Dynodes having potential gradient along their surfaces
    • H01J43/246Microchannel plates [MCP]

Landscapes

  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

(発明の分野)
本発明は、光増幅器(image intensifier)との使用のための微小チャネルプレートに関し、そしてより詳細には、このプレートの製造の間のガラスフローを低減するための配置に関する。
(Field of Invention)
The present invention relates to a microchannel plate for use with an image amplifier, and more particularly to an arrangement for reducing glass flow during the manufacture of the plate.

(発明の背景)
微小チャネルプレートは、光増幅器における電子の増倍管(multiplier)として用いられている。それらは、それらを通じて延びるチャネルのアレイを有し、そして光カソードと蛍光体(phosphor)スクリーンとの間に位置決めされている薄いガラスプレートである。光カソードから入来する電子は、この微小チャネルプレートの入力側に入り、そしてチャネル壁を打つ。電圧が、この微小チャネルプレートを横切って印加されるとき、これらの入来電位、または一次電子は増幅され、二次電子を生成する。これらの二次電子は、次に、この微小チャネルプレートの背面端部でこのチャネルから出、そして蛍光体スクリーン上にイメージを生成するために用いられる。
(Background of the Invention)
The microchannel plate is used as an electron multiplier in an optical amplifier. They are thin glass plates that have an array of channels extending through them and are positioned between a photocathode and a phosphor screen. Incoming electrons from the photocathode enter the input side of the microchannel plate and strike the channel wall. When a voltage is applied across the microchannel plate, these incoming potentials, or primary electrons, are amplified and produce secondary electrons. These secondary electrons then exit the channel at the back end of the microchannel plate and are used to create an image on the phosphor screen.

一般に、微小チャネルプレートの製作は、ファイバー引き寄せプロスセで開始する。エッチング可能なコアロッドが、エッチング不能の珪酸チューブ内で引かれ、コアロッドとクラッディング層から構成される丸いファイバーを形成する。これらのファイバーは、次に束にされ、そして複数ファイバーの束として知られる等辺の六角形形状の予備形態に引かれる。各複数ファイバーの束は、10,000を超えるコアロッド部位を含み得る。これらの六角形状の複数ファイバーの束は、ガラスパッキングチューブにパックされ、そしてエッチング不能な六角形形状の支持ロッドが、この束と円筒形の壁との間にパックされ、加熱プロセスで一緒に融合されるブールを形成し、リムガラスおよび光ファイバーの固形ブールを生成する。次のプロセス工程は、ガラスブールのスプライシング工程、面取り工程、および研磨工程を必要とする。その後、プレートをエッチングし、プレート内のコアロッドを取り除き、従って、チャネルを形成し、その各々は、クラッディング層により規定される。次にこれらのチャネルは、能動化され、そして金属化される。   In general, the fabrication of the microchannel plate begins with a fiber drawing process. An etchable core rod is drawn in a non-etchable silicate tube to form a round fiber composed of the core rod and the cladding layer. These fibers are then bundled and drawn into an equilateral hexagonal shaped preform known as a bundle of multiple fibers. Each multi-fiber bundle may include more than 10,000 core rod sites. These hexagonal multi-fiber bundles are packed in a glass packing tube, and a non-etchable hexagonal support rod is packed between this bundle and the cylindrical wall and fused together in a heating process To form a solid boule of rim glass and optical fiber. The next process step requires a glass boule splicing step, a chamfering step, and a polishing step. The plate is then etched to remove the core rod in the plate, thus forming a channel, each of which is defined by a cladding layer. These channels are then activated and metallized.

上記に記載のプロセスに関与する幾何学的形状のため、ファイバーが一緒に融合されるとき、上記ガラスパッキングチューブ22の円筒形の内壁と支持ロッド24との間の距離は変動する。図面の図1を参照のこと。換言すれば、最外層ファイバーと上記ガラスパッキングチューブの内表面との間の隙間のスペース(または開放スペース)は、一定ではない。この変動は、ガラスチューブ22の内壁が、融合操作の間に、他よりはむしろいくつかのロッド24に接触することを意味する。この時間に依存するファイバーの接触は、ファイバー束16およびパッキングスキーム内のそれらの個々のファイバーを、融合操作の間に起こる時間の間にシフトさせる。このファイバーのシフトは、これら束内のコアロッドを、融合操作の開始に先立って、各々により確立された位置から移動させる。より緊密に一緒であるファイバーの移動は、エッチングプロセスの後のチャネル壁の喪失に至り得る。なぜなら、チャネル間に壁を形成するために十分なクラッディングガラスがないからである。これらの喪失したチャネル壁は、イオン障壁またはフィルム放射点、低減された構造的一体性および破裂のような任意の数の欠陥に至り得る。   Because of the geometry involved in the process described above, the distance between the cylindrical inner wall of the glass packing tube 22 and the support rod 24 varies when the fibers are fused together. See Figure 1 of the drawings. In other words, the space (or open space) of the gap between the outermost fiber and the inner surface of the glass packing tube is not constant. This variation means that the inner wall of the glass tube 22 contacts several rods 24 rather than others during the fusion operation. This time-dependent fiber contact shifts the fiber bundle 16 and their individual fibers in the packing scheme during the time that occurs during the fusion operation. This fiber shift moves the core rods in these bundles from the position established by each prior to the start of the fusion operation. The movement of fibers that are closer together can lead to the loss of channel walls after the etching process. This is because there is not enough cladding glass to form walls between the channels. These lost channel walls can lead to any number of defects such as ion barrier or film emission points, reduced structural integrity and rupture.

(発明の要旨)
本発明は、微小チャネルプレートを製作する際の使用のための一般にエッチング不能なガラスから形成される中空のパッキングチューブを含む。このパッキングチューブは、複数の平坦な内表面を有する。各表面は、ほぼ平坦であって、そして上記チューブの長軸にほぼ平行に延びる。
(Summary of the Invention)
The present invention includes a hollow packing tube formed from generally non-etchable glass for use in making microchannel plates. The packing tube has a plurality of flat inner surfaces. Each surface is substantially flat and extends substantially parallel to the long axis of the tube.

別の局面では、本発明は、複数の光ファイバーを有し、その各々が、エッチング可能な材料から形成されるコアおよびエッチング不能な材料から形成されるクラッディング層、およびエッチング不能な材料から形成される複数の支持ロッドを有するブールを含む。これらファイバーおよびロッドは、ガラスパッキングチューブ中に配置され、これらロッドは、上記ファイバーと上記パッキングチューブの平坦な内表面との間に配置される。   In another aspect, the invention comprises a plurality of optical fibers, each of which is formed from a core formed from an etchable material and a cladding layer formed from a non-etchable material, and a non-etchable material. A boule having a plurality of support rods. The fibers and rods are placed in a glass packing tube, and the rods are placed between the fibers and the flat inner surface of the packing tube.

なお別の局面では、本発明は、微小チャネルプレートを形成する方法を含む。この方法は、エッチング不能なクラッディングにより取り囲まれるエッチング可能なコアを有するファイバーの束を提供する工程、上記ファイバーを、複数の平坦な内表面を有するガラスパッキングチューブにパッキングする工程、該ファイバーと該パッキングチューブの該平坦な内表面との間に複数の支持ロッドを位置決めし、パックされたブールを形成する工程、およびこのパックされたブールを固形ブールに融合する工程を包含する。   In yet another aspect, the present invention includes a method of forming a microchannel plate. The method includes providing a bundle of fibers having an etchable core surrounded by a non-etchable cladding, packing the fibers into a glass packing tube having a plurality of flat inner surfaces, the fibers and the fibers Positioning a plurality of support rods between the flat inner surface of the packing tube to form a packed boule and fusing the packed boule to a solid boule.

詳細には、本発明は、微小チャネルプレートを製作する際の使用のためのブールに関し、このブールは、複数の平坦な内表面を有するエッチング不能なガラスから形成される中空ガラスチューブであって、各表面は、ほぼ平面状であって、そして該チューブの長軸にほぼ平行に延びるチューブを備え得る。   In particular, the present invention relates to a boule for use in making a microchannel plate, the boule being a hollow glass tube formed from non-etchable glass having a plurality of flat inner surfaces, Each surface may comprise a tube that is substantially planar and extends substantially parallel to the long axis of the tube.

上記ブールは、複数の光ファイバーをさらに備え得、該光ファイバーの各々は、エッチング不能な材料から形成されるクラッディング層およびエッチング可能な材料から形成されるコア、および該平坦な内表面と該光ファイバーとの間に位置するエッチング不能な材料から形成される複数の支持ロッドを有し得る。   The boule may further comprise a plurality of optical fibers, each of the optical fibers comprising a cladding layer formed from a non-etchable material and a core formed from an etchable material, and the flat inner surface and the optical fiber There may be a plurality of support rods formed from non-etchable material located between the two.

上記ガラスチューブは少なくとも8つの平坦な内表面を有し得る。   The glass tube may have at least 8 flat inner surfaces.

上記ガラスチューブは12の平坦な内表面を有し得る。   The glass tube may have 12 flat inner surfaces.

上記平坦な表面の幅は変動し得る。   The width of the flat surface can vary.

上記第1の複数の平坦な表面の各々の幅は第1の寸法を有し、そして第2の複数の平坦な表面の各々の幅は該第1の幅とは異なる第2の寸法を有し得る。   The width of each of the first plurality of flat surfaces has a first dimension, and the width of each of the second plurality of flat surfaces has a second dimension that is different from the first width. Can do.

1つの実施形態では、上記第1の寸法は、前記第2の寸法より小さい。   In one embodiment, the first dimension is smaller than the second dimension.

上記ファイバー、ロッドおよびガラスチューブは一緒に融合され得る。   The fiber, rod and glass tube can be fused together.

上記支持ロッドは、上記チューブの平坦な内表面を係合するための平坦な表面を含む断面形状を有し得る。   The support rod may have a cross-sectional shape including a flat surface for engaging the flat inner surface of the tube.

本発明はまた、1つの局面で、上記のブールから形成される微小チャネルプレートに関する。   In one aspect, the present invention also relates to a microchannel plate formed from the boule described above.

本発明はまた、微小チャネルプレートを形成する方法に関し、この方法は、1束のファイバーを提供する工程であって、各ファイバーは、エッチング不能なクラッディングにより取り囲まれるエッチング可能なコアを有する工程;複数の該束を、エッチング不能な材料から形成され、そして複数の平坦な内表面を有する中空のガラスチューブにパッキングする工程;該ファイバーと該平坦な内表面との間に複数の支持ロッドを位置決めし、パックされたブールを形成する工程;および該ファイバー、ガラスチューブおよび支持ロッドを融合する工程、を包含する。   The invention also relates to a method of forming a microchannel plate, the method providing a bundle of fibers, each fiber having an etchable core surrounded by a non-etchable cladding; Packing a plurality of the bundles into a hollow glass tube formed of a non-etchable material and having a plurality of flat inner surfaces; positioning a plurality of support rods between the fibers and the flat inner surfaces Forming a packed boule; and fusing the fiber, glass tube and support rod.

上記ガラスチューブは少なくとも8つの平坦な内表面を有し得る。   The glass tube may have at least 8 flat inner surfaces.

上記ガラスチューブは12の平坦な内表面を有し得る。   The glass tube may have 12 flat inner surfaces.

上記平坦な表面の幅は変動し得る。   The width of the flat surface can vary.

上記第1の複数の平坦な表面の各々の幅は第1の寸法を有し、そして第2の複数の平坦な表面の各々の幅は該第1の幅とは異なる第2の寸法を有し得る。   The width of each of the first plurality of flat surfaces has a first dimension, and the width of each of the second plurality of flat surfaces has a second dimension that is different from the first width. Can do.

上記第1の寸法は、上記第2の寸法より小さくても良い。   The first dimension may be smaller than the second dimension.

上記支持ロッドは、平坦な表面を含む断面形状を有し、そしてここで、上記支持ロッドの平坦な表面の少なくともいくつかは、前記チューブの平坦な内表面を係合し得る。   The support rod has a cross-sectional shape that includes a flat surface, and wherein at least some of the flat surfaces of the support rod can engage the flat inner surface of the tube.

本発明はまた、上記の方法により形成される微小チャネルプレートに関する。   The present invention also relates to a microchannel plate formed by the above method.

本発明は、添付の図面と組み合わせて、以下の詳細な説明を参照することにより良好に理解され得る。   The invention may be better understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

図1に示される先行技術のブールの開放スペース300と、図5に見られる開放スペースとの間の比較は、開放領域の大きな減少を示す。この減少は、先行技術ブールと比較したとき容易に50%を超える。このような開放スペースの減少は重要である。なぜなら、それは、融合プロセスの間のガラスの流れを減少するからである。ガラスフローの任意のレベルは、ブール内のファイバーの各束内のコアロッドを移動させる。このコアロッドの移動は、上記で論議されたように、各コア部位間のクラッディング寸法を減少する能力を有している。2つの部位の間のクラッドガラス厚みの減少が大きすぎる場合、そのときは、エッチング工程の間にこのクラッドガラスが完全になくなる可能性がある。2つのコア部位の間の任意のクラッドグラスの不在は、プレート内のチャネル壁をなくならせ、これは、このプレートの性能を損傷する。従って、開放スペースの減少を相伴うガラスフローの減少は、ブール内の各六角形状のファイバー束内のコアの均一性を増加する。均一性におけるこの増加は、丸い内壁をもって形成される先行技術のパッキングチューブと比較したとき優れたプレートを生成する。   A comparison between the prior art boule open space 300 shown in FIG. 1 and the open space seen in FIG. 5 shows a large reduction in open area. This reduction is easily over 50% when compared to the prior art boule. Such a reduction in open space is important. This is because it reduces the glass flow during the fusion process. Any level of glass flow moves the core rod within each bundle of fibers in the boule. This movement of the core rod has the ability to reduce the cladding dimension between each core site, as discussed above. If the reduction in cladding glass thickness between the two sites is too great, then this cladding glass may be completely eliminated during the etching process. The absence of any cladding glass between the two core sites will cause the channel walls in the plate to disappear, which damages the performance of the plate. Thus, a reduction in glass flow associated with a reduction in open space increases the uniformity of the core within each hexagonal fiber bundle in the boule. This increase in uniformity produces a superior plate when compared to prior art packing tubes formed with rounded inner walls.

(発明の詳細な説明)
本発明は、ブールを形成するために用いられるガラスパッキングチューブ550に関し、そしてこのチューブは、微小チャネルプレートの製造の間にブールを融合するとき、ガラスフローの量を低減するように構成されている。より詳細には、本発明によるこのパッキクングチューブ550は、エッチング不能なガラスから作製され、そして512を通る複数の平坦な内表面501を有する。これらの平坦な表面は、平面状の表面であり、そしてこのガラスパッキングチューブ550内に、ファイバー束16と支持ロッド24のパッキングを可能にし、その一方、最も外の支持ロッドと、パッキンクチューブの内表面との間に(丸い内面と比較したとき)最小の開口スペースを維持する。この開放スペースの最小化は、それが、融合されたブールを形成する融合プロセスの間にガラスの流れを低減するので有利である。
(Detailed description of the invention)
The present invention relates to a glass packing tube 550 used to form a boule, and the tube is configured to reduce the amount of glass flow when fusing the boule during the manufacture of a microchannel plate. . More particularly, this packing tube 550 according to the present invention is made of non-etchable glass and has a plurality of flat inner surfaces 501 through 512. These flat surfaces are planar surfaces and allow the packing of fiber bundles 16 and support rods 24 within this glass packing tube 550, while the outermost support rods and packing tube's Maintain a minimum open space between the inner surface (when compared to the round inner surface). This minimization of open space is advantageous because it reduces the glass flow during the fusing process to form a fused boule.

図3は、電子増倍管としての使用のための微小チャネルプレートを製造するために用いられる出発ファィバー10を示す。このファィバー10は、ガラスコア12およびこのコアを取り囲むガラスクラッディング14を含む。このコア12は、コアが次に除去され得るように、適切なエッチング溶液中でエッチング可能である材料から作製される。このガラスクラッディング14は、上記ガラスコア2と実質的に同じ軟化点を有するガラスから作製される。クラッディング14のガラス材料は、コア12のそれとは、それが、コア材料をエッチングするために用いられる条件下で、それをエッチング不能にするより高い鉛含量を有する点で異なっている。従って、このクラッディング14は、ガラスコア12のエッチング後に残り、そして残存するチャネル32の境界になる。   FIG. 3 shows a starting fiber 10 that is used to manufacture a microchannel plate for use as an electron multiplier. The fiber 10 includes a glass core 12 and a glass cladding 14 surrounding the core. The core 12 is made from a material that can be etched in a suitable etching solution so that the core can then be removed. The glass cladding 14 is made of glass having a softening point substantially the same as that of the glass core 2. The glass material of the cladding 14 differs from that of the core 12 in that it has a higher lead content that renders it unetchable under the conditions used to etch the core material. Thus, this cladding 14 remains after etching the glass core 12 and becomes the boundary of the remaining channel 32.

光ファイバー10は、以下の様式で形成され得る。ロッドを同軸に取り囲むエッチング可能なガラスロッドとクラッディングチューブを、ゾーン加熱炉を取り込んだ引通し機(draw machine)中で垂直にぶら下げる。この炉の温度をガラスの軟化点まで高める。ロッドとチューブを一緒に融合し、そして単一のファイバー10に引く。このファイバー10を延性機構中に供給し、そこで、速度は、所望のファイバー直径が達成されるまで調節される。次に、ファイバー10は、より短い長さまで切断される。   The optical fiber 10 can be formed in the following manner. An etchable glass rod and a cladding tube that coaxially surround the rod are suspended vertically in a draw machine incorporating a zone furnace. The furnace temperature is increased to the glass softening point. The rod and tube are fused together and pulled into a single fiber 10. This fiber 10 is fed into a ductile mechanism where the speed is adjusted until the desired fiber diameter is achieved. The fiber 10 is then cut to a shorter length.

次に、数千の切断長さの単一ファイバー10を、グラファイト鋳型中にスタックし、そして図4に示されるような複数繊維束16を形成するために加熱され、ここで、このファイバー10の切断長さは、六角形形態に融合されている。この六角形形態は、より良好なスタッキング配列を提供する。   Next, thousands of cut-length single fibers 10 are stacked in a graphite mold and heated to form a multi-fiber bundle 16 as shown in FIG. The cutting length is fused in a hexagonal form. This hexagonal form provides a better stacking arrangement.

この複数ファイバーまたは束16は、数千の単一ファイバー10を含み、その各々は、上記で論議したコア12およびクラッディング14を有する。この束16は、次に、引通し機中に垂直にぶら下げられ、そして個々のファイバーの六角形形態をなお維持しながら、ファイバー直径を再び低減するために引かれる。この束16は、次に、より短い長さに切断され得る。   The multiple fiber or bundle 16 includes thousands of single fibers 10, each having a core 12 and a cladding 14 as discussed above. This bundle 16 is then suspended vertically in the draw-through and pulled to reduce the fiber diameter again while still maintaining the hexagonal form of the individual fibers. This bundle 16 can then be cut into shorter lengths.

次に、多くの切断複数ファイバー束16が、図5に示されるような、正確な内径ボアガラスパッキングチューブ550にパックされる。このパッキングチューブ550は、上記ガラスクラッディング14と類似であるガラス材料から作製され、そしてそれはまた、ガラスコア12をエッチング除去するとき、エッチング不能である。このグラスパッキングチューブ550は、ファイバー10のそれとほぼ同じである膨張係数を有する。鉛ガラスパッキングチューブ550は、最終的に、図2に示されるような微小チャネルプレートの固体リムの縁になる。   Next, a number of cut multi-fiber bundles 16 are packed into an accurate bore glass packing tube 550 as shown in FIG. The packing tube 550 is made of a glass material similar to the glass cladding 14 and it is also non-etchable when the glass core 12 is etched away. The glass packing tube 550 has an expansion coefficient that is approximately the same as that of the fiber 10. The lead glass packing tube 550 eventually becomes the edge of the solid rim of the microchannel plate as shown in FIG.

微小チャネルプレートを形成するためのプロセッシングの間に、各束16のファイバー10を保護するために、複数の支持構造が、チューブの512を通じて束16と平坦な内表面501との間のガラスパッキングチューブ550中に位置決めされる。この支持構造は、後にコア12をエッチングするために用いられるエッチング条件下でエッチングされず、そしてガラスファイバーと融合するために必要な強度と能力を有する任意の材料の六角形ロッドの形態をとり得る。このような支持構造は、支持ロッド24として示されている。この支持ロッドは、1つの光ファイバーであり得るか、または好ましくは、数百までの任意の数のファイバーの束であり得る。1つの支持ロッドの最終的な幾何学的形態および外径は、束16のそれと実質的に同じである。従って、ファイバー10、支持ロッド24およびパッキングチューブ550によって形成されるアセンブリは、図5に示されるようなパックされたブール500である。   In order to protect the fibers 10 of each bundle 16 during processing to form the microchannel plate, a plurality of support structures are provided through the tube 512 to provide a glass packing tube between the bundle 16 and the flat inner surface 501. 550 is positioned. This support structure is not etched under the etching conditions later used to etch the core 12, and can take the form of a hexagonal rod of any material having the strength and ability necessary to fuse with the glass fiber. . Such a support structure is shown as a support rod 24. The support rod can be a single optical fiber or preferably a bundle of any number of fibers up to several hundred. The final geometric shape and outer diameter of one support rod is substantially the same as that of bundle 16. Thus, the assembly formed by fiber 10, support rod 24 and packing tube 550 is a packed boule 500 as shown in FIG.

このブール500は、次に、炉中にぶら下げられ、そして真空系に接続される。炉の温度を束16および支持ロッド24の材料の軟化点まで高める。束16は、一緒に融合し、そして支持ロッド24は、その隣接する束16に、およびパッキングチューブ550の内表面に融合する。   This boule 500 is then suspended in the furnace and connected to a vacuum system. The furnace temperature is increased to the softening point of the bundle 16 and support rod 24 materials. The bundles 16 fuse together and the support rod 24 fuses to its adjacent bundle 16 and to the inner surface of the packing tube 550.

この加熱工程の間に、支持ロッド24は、ガラスパッキングチューブ550の内表面と束16との間のクッションとして作用する。このクッション作用は、個々のファイバー10が熱処理の間に変形しないように構造的支持を提供する。さらに、支持ファイバー24のこのクッション効果は、ファイバー10の変形を引き起こすことなく融合の間により高い熱を用いることを可能にする。   During this heating step, the support rod 24 acts as a cushion between the inner surface of the glass packing tube 550 and the bundle 16. This cushioning provides structural support so that the individual fibers 10 do not deform during heat treatment. Furthermore, this cushioning effect of the support fiber 24 allows higher heat to be used during fusion without causing deformation of the fiber 10.

融合されたブールは、次に、薄い断面のプレートにスライスされる。この平坦な端部表面は、研がれおよび研磨される。チャネル32を形成するため、ファイバー10のコア12は、希塩酸でのエッチングにより除去される。エッチングの後、この高鉛含量のグラスクラッディング14は残り、そしてチャネル32を形成する。支持ロッド24もまた固体のまま残り、そしてそれ故、ガラスパッキングチューブ550の固形リムから微小チャネル32への良好な遷移を提供する。   The fused boule is then sliced into thin cross-section plates. This flat end surface is sharpened and polished. To form the channel 32, the core 12 of the fiber 10 is removed by etching with dilute hydrochloric acid. After etching, this high lead content glass cladding 14 remains and forms a channel 32. The support rod 24 also remains solid and therefore provides a good transition from the solid rim of the glass packing tube 550 to the microchannel 32.

エッチングの後、これらプレートを水素ガスの雰囲気中に配置し、それによって、エッチングされない鉛ガラスの酸化鉛を低減し、クラッディング電子を放射性にする。このようにして、半導体層が、ガラスクラッディング14の各々中に形成され、そしてこの層は、各微小チャネル32に連結される表面から内側に延びる。   After etching, the plates are placed in an atmosphere of hydrogen gas, thereby reducing the lead oxide in the unetched lead glass and making the cladding electrons radioactive. In this way, a semiconductor layer is formed in each of the glass claddings 14 and this layer extends inwardly from the surface connected to each microchannel 32.

薄い金属層は、微小チャネルプレートの平坦な端部表面の各々への電気的接点として付与され、それは、電場が、金属化接点により微小チャネルプレートを横切って確立されるとき、電子のための入口経路および出口経路を提供する。   A thin metal layer is applied as an electrical contact to each of the flat end surfaces of the microchannel plate, which is an entrance for electrons when an electric field is established across the microchannel plate by the metallized contacts. Provides a route and exit route.

図5は、複数の平坦または平面状の内表面501〜512を有して形成されるパッキリングチューブ550を有するパックされたブール500の断面図を示す(図5の場合では、平坦な表面の数は12である)。平坦であることにより、それは、各表面が平面を形成し、そして各平面、すなわち、各表面が、長軸方向に、かつチューブ550の中央軸600に平行に延び、そしてこのチューブの外壁の半径にほぼ垂直である。これらの内表面は、機械加工、またはガラスパッキングチューブの内表面を(成形マンドレル上で)マンドレル収縮することのいずれかにより提供され得る。このようなガラスチューブを形成するためのこのような技法は、当業者に公知である。側面の数は変動し得、そして融合されたブールのサイズおよび形状に依存する。ブールがほぼ環状の断面を有する本明細書に開示の実施形態では、チューブ550は、少なくとも8つの平坦な表面、そして好ましくは12のこのような表面を有することが好ましい。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of a packed boule 500 having a packing tube 550 formed with a plurality of flat or planar inner surfaces 501-512 (in the case of FIG. The number is twelve). By being flat, it is that each surface forms a plane and each plane, ie, each surface, extends in the longitudinal direction and parallel to the central axis 600 of the tube 550 and the radius of the outer wall of the tube It is almost perpendicular to. These inner surfaces can be provided either by machining or mandrel shrinking (on the forming mandrel) of the inner surface of the glass packing tube. Such techniques for forming such glass tubes are known to those skilled in the art. The number of sides can vary and depends on the size and shape of the fused boule. In the embodiments disclosed herein in which the boule has a generally annular cross-section, the tube 550 preferably has at least 8 flat surfaces, and preferably 12 such surfaces.

内表面501〜512のため、支持ロッド24は、内表面との接触に耐えるか、またはそれに非常に緊密に近接するかのいずれかで、チューブ550中に押され得る。ロッド24が六角形断面を有する好ましい実施形態では、少なくともいくつかのロッドの平坦な表面は、パッキングチューブ550の平坦な内表面501〜512のいくつかにのしかかり、そしてその他のロッドのいくつかの最高点が平坦な表面にのしかかる。このようにして、ロッド24とチューブ550との間の開放スペースが、平坦な内表面501〜512間の最高点の近傍に主にある。さらに、開放スペースの減少を最大にするため、複数側面のガラスパッキングチューブの端面または表面が、異なる幅(チューブ550の長軸を横切る寸法)を有することが特定の束寸法にとってしばしば好ましい。図5はこの特徴を示す。平坦な表面の幅における変動は、形成されるブールのサイズおよび形状に依存する。本明細書に開示の実施形態では、2つの異なる幅が開示されている。幅表面501、503、505、507、509および511は同じ寸法であり、そして表面502、504、506、508、510および512の幅より小さく、そしてこの後者のグループのすべては、同じ寸法である。その他の所望のブールの形状には、異なる改変例が用いられ得る。   Because of the inner surfaces 501-512, the support rod 24 can be pushed into the tube 550 either withstanding contact with the inner surface or in close proximity to it. In a preferred embodiment where the rod 24 has a hexagonal cross section, the flat surface of at least some of the rods rests on some of the flat inner surfaces 501-512 of the packing tube 550 and some highest of the other rods. The point is applied to a flat surface. In this way, the open space between the rod 24 and the tube 550 is mainly in the vicinity of the highest point between the flat inner surfaces 501-512. Furthermore, it is often preferred for certain bundle dimensions that the end faces or surfaces of the multi-sided glass packing tube have different widths (dimensions across the long axis of the tube 550) to maximize the reduction in open space. FIG. 5 illustrates this feature. Variation in the width of the flat surface depends on the size and shape of the boule that is formed. In the embodiments disclosed herein, two different widths are disclosed. The width surfaces 501, 503, 505, 507, 509 and 511 are the same dimensions and are smaller than the widths of the surfaces 502, 504, 506, 508, 510 and 512, and all of this latter group are the same dimensions. . Different modifications may be used for other desired boule shapes.

図1に示される先行技術のブールの開放スペース300と、図5に見られる開放スペースとの間の比較は、開放領域の大きな減少を示す。この減少は、先行技術ブールと比較したとき容易に50%を超える。このような開放スペースの減少は重要である。なぜなら、それは、融合プロセスの間のガラスの流れを減少するからである。ガラスフローの任意のレベルは、ブール内のファイバーの各束内のコアロッドを移動させる。このコアロッドの移動は、上記で論議されたように、各コア部位間のクラッディング寸法を減少する能力を有している。2つの部位の間のクラッドガラス厚みの減少が大きすぎる場合、そのときは、エッチング工程の間にこのクラッドガラスが完全になくなる可能性がある。2つのコア部位の間の任意のクラッドグラスの不在は、プレート内のチャネル壁をなくならせ、これは、このプレートの性能を損傷する。従って、開放スペースの減少を相伴うガラスフローの減少は、ブール内の各六角形状のファイバー束内のコアの均一性を増加する。均一性におけるこの増加は、丸い内壁をもって形成される先行技術のパッキングチューブと比較したとき優れたプレートを生成する。   A comparison between the prior art boule open space 300 shown in FIG. 1 and the open space seen in FIG. 5 shows a large reduction in open area. This reduction is easily over 50% when compared to the prior art boule. Such a reduction in open space is important. This is because it reduces the glass flow during the fusion process. Any level of glass flow moves the core rod within each bundle of fibers in the boule. This movement of the core rod has the ability to reduce the cladding dimension between each core site, as discussed above. If the reduction in cladding glass thickness between the two sites is too great, then this cladding glass may be completely eliminated during the etching process. The absence of any cladding glass between the two core sites will cause the channel walls in the plate to disappear, which damages the performance of the plate. Thus, a reduction in glass flow associated with a reduction in open space increases the uniformity of the core within each hexagonal fiber bundle in the boule. This increase in uniformity produces a superior plate when compared to prior art packing tubes formed with rounded inner walls.

本発明を、特定の実施形態を参照して本明細書に説明および記載しているが、本発明は、示された詳細に限定する意図はない。むしろ、種々の改変が、本発明から逸脱することなく請求項の等価物の領域および範囲内で詳細になされ得る。さらに、端面が内表面である形状のパッキングチューブの使用は、内部ファイバーの移動が所望されない外側チューブ内のファイバーの束を必要とする任意の他適用に関して用いられ得る。   Although the invention is described and described herein with reference to specific embodiments, the invention is not intended to be limited to the details shown. Rather, various modifications may be made in the details within the scope and range of equivalents of the claims without departing from the invention. Furthermore, the use of a packing tube shaped with an inner surface at the end face can be used for any other application that requires a bundle of fibers in the outer tube where movement of the inner fibers is not desired.

光増幅器における電子の増倍管(multiplier)として用いられる微小チャネルプレートおよびその製造方法が提供される。この製造方法は、端面が内表面である形状のパッキングチューブを使用し、内部ファイバーの移動が所望されない外側チューブ内のファイバーの束を必要とする任意の他適用に関して用いられ得る。   A microchannel plate for use as an electron multiplier in an optical amplifier and a method for manufacturing the same are provided. This manufacturing method may be used for any other application that uses a packing tube shaped with an inner surface at the end face and requires a bundle of fibers in the outer tube where movement of the inner fibers is not desired.

図1は、先行技術によるパックされたブールの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a packed boule according to the prior art. 図2は、微小チャネルプレートの一部切欠図である。FIG. 2 is a partially cutaway view of a microchannel plate. 図3は、微小チャネルプレートを製作することで用いられるファイバーの部分図である。FIG. 3 is a partial view of a fiber used by fabricating a microchannel plate. 図4は、微小チャネルプレートを製作することにおける使用のための図1に示される束の部分図である。FIG. 4 is a partial view of the bundle shown in FIG. 1 for use in fabricating a microchannel plate. 図5は、本発明によるパックされたブールの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a packed boule according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ファイバー
12 ガラスコア14
14 ガラスクラッディング
16 ファイバー束
24 支持ロッド
500 ブール
501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512 内表面
550 パッキングチューブ
10 Fiber 12 Glass core 14
14 Glass cladding 16 Fiber bundle 24 Support rod 500 Boule 501, 502, 503, 504, 505, 506, 507, 508, 509, 510, 511, 512 Inner surface 550 Packing tube

Claims (19)

微小チャネルプレートを製作する際の使用のためのブールであって:
複数の平坦な内表面を有するエッチング不能なガラスから形成される中空ガラスチューブであって、各表面は、ほぼ平面状であって、そして該チューブの長軸にほぼ平行に延びるチューブ
複数の光ファイバーであって、該光ファイバーの各々が、エッチング不能な材料から形成されるクラッディング層およびエッチング可能な材料から形成されるコア、および該平坦な内表面と該光ファイバーとの間に位置するエッチング不能な材料から形成される複数の支持ロッドを備え
該複数の支持ロッドが該光ファイバーを完全に取り囲み、そして該支持ロッドの断面寸法が該光ファイバーと実質的に同じである、ブール。
A boule for use in making microchannel plates:
A hollow glass tube formed of non-etchable glass having a plurality of flat inner surfaces, each surface being substantially planar and extending substantially parallel to the long axis of the tube ;
A plurality of optical fibers, each of which is located between a cladding layer formed from a non-etchable material and a core formed from an etchable material, and between the planar inner surface and the optical fiber Comprising a plurality of support rods formed from a non-etchable material ;
It said plurality of support rods completely surrounds the optical fiber, and the cross-sectional dimensions of the support rod to be the same as the optical fiber is substantially a Boolean.
前記ガラスチューブが少なくとも8つの平坦な内表面を有する、請求項1に記載のブール。 The boule of claim 1, wherein the glass tube has at least eight flat inner surfaces. 前記ガラスチューブが12の平坦な内表面を有する、請求項1に記載のブール。 The boule of claim 1, wherein the glass tube has twelve flat inner surfaces. 前記平坦な表面の幅が変動する、請求項1に記載のブール。 The boule of claim 1, wherein the width of the flat surface varies. 第1の複数の平坦な表面の各々の幅が第1の寸法を有し、そして第2の複数の平坦な表面の各々の幅が該第1の幅とは異なる第2の寸法を有する、請求項1に記載のブール。 The width of each of the first plurality of flat surfaces has a first dimension, and the width of each of the second plurality of flat surfaces has a second dimension different from the first width; The boule of claim 1. 前記第1の寸法が、前記第2の寸法より小さい、請求項に記載のブール。 The boule of claim 5 , wherein the first dimension is less than the second dimension. 前記ファイバー、ロッドおよびガラスチューブが一緒に融合される、請求項に記載のブール。 The boule of claim 1 , wherein the fiber, rod and glass tube are fused together. 前記支持ロッドが、前記チューブの平坦な内表面を係合するための平坦な表面を含む断面形状を有する、請求項に記載のブール。 The boule of claim 1 , wherein the support rod has a cross-sectional shape including a flat surface for engaging a flat inner surface of the tube. 請求項に記載のブールから形成される微小チャネルプレート。 A microchannel plate formed from the boule of claim 7 . 微小チャネルプレートを形成する方法であって:
1束のファイバーを提供する工程であって、各ファイバーは、エッチング不能なクラッディングにより取り囲まれるエッチング可能なコアを有する工程;
複数の該束を、エッチング不能な材料から形成され、そして複数の平坦な内表面を有する中空のガラスチューブにパッキングする工程;
該ファイバーと該複数の平坦な内表面との間にエッチング不能な材料から形成される複数の支持ロッドを位置決めし、パックされたブールを形成する工程であって、該支持ロッドおよび該束が実質的に同じ寸法を有する工程;および
該ファイバー、ガラスチューブおよび支持ロッドを融合する工程、を包含する、方法。
A method of forming a microchannel plate comprising:
Providing a bundle of fibers, each fiber having an etchable core surrounded by a non-etchable cladding;
Packing the plurality of bundles into a hollow glass tube formed of a non-etchable material and having a plurality of flat inner surfaces;
Positioning a plurality of support rods formed from etched non material between said fiber and said plurality of flat inner surfaces, comprising: forming a packed boule, the supporting rod and bundle are substantially And having the same dimensions ; and fusing the fiber, glass tube and support rod.
前記ガラスチューブが少なくとも8つの平坦な内表面を有する、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the glass tube has at least eight flat inner surfaces. 前記ガラスチューブが12の平坦な内表面を有する、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the glass tube has 12 flat inner surfaces. 前記平坦な表面の幅が変動する、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 , wherein a width of the flat surface varies. 第1の複数の平坦な表面の各々の幅が第1の寸法を有し、そして第2の複数の平坦な表面の各々の幅が該第1の幅とは異なる第2の寸法を有する、請求項10に記載の方法。 The width of each of the first plurality of flat surfaces has a first dimension, and the width of each of the second plurality of flat surfaces has a second dimension different from the first width; The method of claim 10 . 前記第1の寸法が、前記第2の寸法より小さい、請求項14に記載の方法。 The method of claim 14 , wherein the first dimension is less than the second dimension. 前記支持ロッドが、平坦な表面を含む断面形状を有し、そしてここで、該支持ロッドの平坦な表面の少なくともいくつかが、前記チューブの平坦な内表面を係合する、請求項10に記載の方法。 Wherein the support rod has a cross-sectional shape including a flat surface, and wherein at least some of the flat surface of the support rod, engages a flat inner surface of the tube, according to claim 10 the method of. 請求項10に記載の方法により形成される微小チャネルプレート。 A microchannel plate formed by the method according to claim 10 . 前記支持ロッドおよび前記光ファイバーの断面の幾何学形状が、六角形である、請求項1に記載のブール。The boule of claim 1, wherein the cross-sectional geometry of the support rod and the optical fiber is hexagonal. 前記支持ロッドの六角形の断面が、前記平坦な表面を支える頂点を含む、請求項18に記載のブール。The boule of claim 18, wherein a hexagonal cross section of the support rod includes an apex that supports the flat surface.
JP2004197474A 2004-07-02 2004-07-02 Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates Expired - Fee Related JP4801886B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004197474A JP4801886B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004197474A JP4801886B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006016272A JP2006016272A (en) 2006-01-19
JP4801886B2 true JP4801886B2 (en) 2011-10-26

Family

ID=35790855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004197474A Expired - Fee Related JP4801886B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4801886B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731755C1 (en) * 2020-01-23 2020-09-08 Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик") Method of manufacturing microchannel plates with monolithic framing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7309384A (en) * 1973-07-05 1975-01-07 Philips Nv FIBER SHEET WITH A REGULAR STACKING OF RECTANGULAR FIBERS.
US4912314A (en) * 1985-09-30 1990-03-27 Itt Corporation Channel type electron multiplier with support rod structure
NL8503053A (en) * 1985-11-07 1987-06-01 Philips Nv IMAGING DEVICE WITH FIBER OPTIC PLATE.

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006016272A (en) 2006-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4853020A (en) Method of making a channel type electron multiplier
US4912314A (en) Channel type electron multiplier with support rod structure
US8135253B2 (en) Microchannel plate (MCP) having an asymmetric packing pattern for higher open area ratio (OAR)
US3902879A (en) Method of making optical fiber with porous cladding
US7221837B2 (en) Device and method for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates
US4126804A (en) Strip microchannel electron multiplier array support structure
JP4158391B2 (en) Optical fiber and manufacturing method thereof
JP3815170B2 (en) Microstructured optical fiber preform and method of manufacturing microstructured optical fiber
JP4801886B2 (en) Devices and methods for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates
US3347649A (en) Method of fusing single layer fiber optic strif
US7126263B2 (en) Perforated mega-boule wafer for fabrication of microchannel plates (MCPs)
JP7400585B2 (en) Method for manufacturing multi-core fiber base material and method for manufacturing multi-core fiber
EP1615254B1 (en) Device and method for reducing glass flow during the manufacture of microchannel plates
US7109644B2 (en) Device and method for fabrication of microchannel plates using a mega-boule wafer
US4101303A (en) Perforate glass structures and method of making the same
JP2012025625A (en) Method for producing optical fiber
JP3513101B2 (en) Manufacturing method of photonic crystal fiber
GB2181296A (en) Electron multipliers
EP2063451A2 (en) Curved MPC channels
JP2008074682A (en) Method of manufacturing drawn glass member, method of manufacturing spacer for image display device and method of manufacturing image display device
JP4343066B2 (en) Optical fiber manufacturing method
JP2006160550A (en) Photonic crystal fiber, its production method, preform for producing photonic crystal fiber
WO2023162775A1 (en) Optical fiber preform
US20230382779A1 (en) Multi-core optical fiber preform, multi-core optical fiber preform production method, and multi-core optical fiber production method
JP3815169B2 (en) Microstructured optical fiber preform and method of manufacturing microstructured optical fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110711

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110808

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees