JP6438343B2 - マイクロチャンネルプレートの製造方法、及び光電子増倍管 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロチャンネルプレートの製造方法、及び上記マイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管に関する。

従来、光電子増倍管及びイメージインテンシファイア等において、用途に応じて湾曲面を有する光電面が用いられる場合がある。この場合において、光電面の湾曲面に沿った形状のマイクロチャンネルプレートを作成する手法が知られている（下記特許文献１参照）。この手法では、平坦なマイクロチャンネルプレートを作成した後に、当該マイクロチャンネルプレートを所定の型に押し当てて加熱加圧処理を行うことにより、当該マイクロチャンネルプレートを湾曲させている。また、平坦なマイクロチャンネルプレートを作成した後に、当該マイクロチャンネルプレートの両端に圧力をかけることにより、当該マイクロチャンネルプレートを湾曲させる手法も知られている（下記特許文献２参照）。

米国特許第６２５９０８８号 米国特許第３８６３０９４号

しかしながら、上述した手法では、平坦なマイクロチャンネルプレートを作成した後にマイクロチャンネルプレートを湾曲させる加工を行うため、マイクロチャンネルプレートの湾曲部分において、チャンネルとして機能する微細孔が予期しない形状に変形したり、潰れたりする事態が生じ得る。このような事態が生じると、微細孔が変形した部分において電子増倍率が低下するおそれがある。

本発明の一側面は、上記課題の解決のためになされたものであり、光電子増倍効率の低下を防止でき、かつ所望の形状に形成されたマイクロチャンネルプレートを製造するマイクロチャンネルプレートの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の側面は、上記製造方法により製造されたマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るマイクロチャンネルプレートの製造方法は、湾曲面を有する金属板を準備する準備工程と、準備工程において準備された金属板の少なくとも湾曲面を含む部分を陽極酸化処理することにより、湾曲面に対して垂直な複数の微細孔を有する微細孔構造体を金属板の表面部に形成する微細孔構造体形成工程と、微細孔構造体形成工程において形成された微細孔構造体を金属板の残部から剥離する剥離工程と、剥離工程において剥離された微細孔構造体の一面及び他面のそれぞれに電極層を形成する電極層形成工程と、を含む。

このマイクロチャンネルプレートの製造方法では、複数の微細孔を有する微細孔構造体を形成するために、予め所望の形状（湾曲面を有する形状）に形成された金属板に対する陽極酸化処理を行う。これにより、微細孔構造体を形成した後に当該微細孔構造体を変形（湾曲等）させる処理が不要となるため、当該変形に起因して微細孔が変形したり潰れたりする事態が生じない。従って、このマイクロチャンネルプレートの製造方法によれば、湾曲面における微細孔の変形に起因する光電子増倍効率の低下を防止でき、かつ所望の形状に形成されたマイクロチャンネルプレートを製造することができる。

上記マイクロチャンネルプレートの製造方法では、微細孔構造体形成工程において、微細孔の一端が表面膜で覆われるように金属板の陽極酸化処理を行い、電極層形成工程の前に、剥離工程において剥離された微細孔構造体の表面膜を貫通させる貫通工程を更に含んでもよい。金属の陽極酸化処理により形成された微細孔構造体の微細孔の一端に形成された表面膜を貫通させることにより、微細孔構造体の微細孔を電子が通過可能なチャンネルとして機能させることができる。

上記マイクロチャンネルプレートの製造方法では、微細孔構造体形成工程において、微細孔の一端が表面膜で覆われるように金属板の陽極酸化処理を行い、電極層形成工程において、剥離工程において剥離された微細孔構造体の微細孔の表面膜上に電極層を形成してもよい。金属の陽極酸化処理により形成された表面膜を除去せずにあえて残すことで、当該表面膜が電子を透過させる透過膜及びイオンフィードバックを抑制するイオンバリア膜として機能する透過型マイクロチャンネルプレートを得ることができる。

上記マイクロチャンネルプレートの製造方法では、準備工程において、平坦な金属板をプレス加工することにより、湾曲面を有する金属板を形成してもよい。微細孔が変形したり潰れたりする原因となり得るプレス加工を、微細孔構造体を形成する前段階の金属板に対して行うことにより、微細孔の形状に影響を与えることなく、所望の形状の微細孔構造体を形成することが可能となる。

本発明の一側面に係る光電子増倍管は、湾曲面を有し、入射光を光電子に変換する光電面と、上記マイクロチャンネルプレートの製造方法により製造された、光電面から放出された光電子を増倍するマイクロチャンネルプレートと、マイクロチャンネルプレートによって増倍された電子を受ける電子入射面と、を備え、マイクロチャンネルプレート及び電子入射面は、光電面の湾曲面に沿った湾曲面を有する。

上記光電子増倍管では、マイクロチャンネルプレート及び電子入射面は、光電面の湾曲面に沿った湾曲面を有する。これにより、光電面が湾曲面を有する場合において、マイクロチャンネルプレート、光電面、及び電子入射面を所定の間隔で互いに近接するように配置することが可能となる。その結果、光電子増倍管の磁場中における動作を安定化させることができる。また、光電面から放出された電子がマイクロチャンネルプレートに入射するまでの距離、及びマイクロチャンネルプレートから放出された電子が電子入射面に入射するまでの距離のばらつきを抑制することができる。つまり、光電面から放出された電子がマイクロチャンネルプレートを経て増倍されて電子入射面に入射するまでの時間のばらつきを抑制することができる。その結果、光電子増倍管の高速応答性を確保することができる。

本発明によれば、光電子増倍効率の低下を抑制できる所望の形状のマイクロチャンネルプレートを製造することができる。また、上記製造方法により製造されたマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る光電子増倍管を示す一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンネルプレートの要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンネルプレートの製造工程を示す図である。 第１の変形例に係るマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を示す図である。 第２の変形例に係るマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を示す図である。 第３の変形例に係るマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を示す図である。 第４の変形例に係るマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を示す図である。 第５の変形例に係るマイクロチャンネルプレートを備える光電子増倍管を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るマイクロチャンネルプレートの製造方法、及び上記製造方法により製造されたマイクロチャンネルプレートを備え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。

図１は、本発明の一実施形態に係る光電子増倍管を示す一部断面図である。図１に示す光電子増倍管１は、略中空円柱状をなす筐体２の内部において、光電面３、マイクロチャンネルプレート４、及びアノード（電子入射面）５が互いに近接して配置された光電子増倍管である。筐体２の一端を中空ドーム状（半球面状）の入射窓１１で気密に封止することにより、光電子増倍管１の内部は、高真空状態に保持されている。入射窓１１は、例えば石英ガラス等からなる部材である。

入射窓１１の真空側表面には、入射窓１１に沿って中空ドーム状に形成された薄膜状の光電面（Photocathode）３が設けられている。光電面３は、外側面３ａ（入射窓１１側の表面）と内側面３ｂ（マイクロチャンネルプレート４側の表面）とを有する。光電面３は、例えば入射窓１１の内側表面にＫ（カリウム）及びＮａ（ナトリウム）等のアルカリ金属を蒸着することによって形成されている。これにより、光電面３の外側面３ａ及び内側面３ｂは、入射窓１１の形状に沿った湾曲面をなしている。光電面３は、入射窓１１から入射した入射光を光電子に変換し、当該光電子を後段のマイクロチャンネルプレート４に向かって放出する。

筐体２内において、光電面３よりも内側には、中空ドーム状に形成されたマイクロチャンネルプレート４が設けられている。マイクロチャンネルプレート４は、入力面４ａ（光電面３側の表面）と出力面４ｂ（アノード５側の表面）とを有する。また、本実施形態では一例として、マイクロチャンネルプレート４の縁部には、フランジ部４ｃが形成されている。

マイクロチャンネルプレート４の入力面４ａ及び出力面４ｂは、光電面３の内側面３ｂと略同一の曲率を有する湾曲面をなしている。すなわち、光電面３の内側面３ｂとマイクロチャンネルプレート４の入力面４ａとの距離は略一定に保たれている。これにより、光電面３の内側面３ｂから放出された電子がマイクロチャンネルプレート４の入力面４ａに到達するまでの距離（電子走行距離）は、略一定に保たれている。

マイクロチャンネルプレート４のフランジ部４ｃには、アノード５との間隔を調整するとともにマイクロチャンネルプレート４をアノード５に対して固定するための円環状のフレーム部材４ｄが接着されている。マイクロチャンネルプレート４は、入力面４ａにおいて光電面３から放出された光電子を入力し、入力された光電子を増倍し、増倍された光電子を出力面４ｂから後段のアノード５に出力する。

図２を用いて、マイクロチャンネルプレート４について、更に詳細に説明する。図２の（ａ）は、第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１の要部拡大断面図であり、図２の（ｂ）は、第２の例に係るマイクロチャンネルプレート４０２の要部拡大断面図である。マイクロチャンネルプレート４としては、マイクロチャンネルプレート４０１及びマイクロチャンネルプレート４０２のいずれを用いてもよい。

図２の（ａ）に示すように、第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１は、光電面３から放出された光電子を増倍させるチャンネルとして機能する複数の微細孔４２を有する微細孔構造体４１と、微細孔構造体４１の両面に形成された電極層４３と、を有する。複数の微細孔４２の間には、入力面４ａから出力面４ｂにかけて延在する隔壁部４５が形成されている。電極層４３は、入力電極層４３ａと出力電極層４３ｂとを有する。入力電極層４３ａは、微細孔構造体４１の一面（隔壁部４５の入力面４ａ側の端部表面）に設けられる。入力電極層４３ａの表面は、マイクロチャンネルプレート４０１の入力面４ａに相当する。一方、出力電極層４３ｂは、微細孔構造体４１の他面（隔壁部４５の出力面４ｂ側の端部表面）に設けられる。出力電極層４３ｂの表面は、マイクロチャンネルプレート４０１の出力面４ｂに相当する。なお、マイクロチャンネルプレート４０１は、電子増倍器として機能するために、微細孔４２内の隔壁部４５の表面に図示しない抵抗層及び電子放出層を更に有する。抵抗層及び電子放出層は、既知の方法（例えば原子層堆積法（ALD:Atomic Layer Deposition）等）によって形成される。以降の説明においては、抵抗層及び電子放出層の説明を省略する。

入力電極層４３ａ及び出力電極層４３ｂは、マイクロチャンネルプレート４の入力面４ａと出力面４ｂとの間に所定の電圧を印加するための層である。入力電極層４３ａ及び出力電極層３７は、例えばＩｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム）及びＳｎＯ_２（酸化スズ）からなるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜、ネサ膜、ニクロム膜、インコネル（登録商標）膜等の蒸着によって形成されている。

図２の（ｂ）に示すように、第２の例に係るマイクロチャンネルプレート４０２は、微細孔４２の一端（マイクロチャンネルプレート４の入力面４ａ側の端部）を覆う表面膜４４を更に有する点で、第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１と相違する。表面膜４４は、後述する金属板の陽極酸化処理により、外方（光電面３側）に向かって凸となるアーチ状に形成されている。マイクロチャンネルプレート４０２では、入力電極層４３ａは、表面膜４４上に、表面膜４４の形状に沿って薄膜状に形成される。

マイクロチャンネルプレート４０２において、表面膜４４は、光電面３から放出された光電子を微細孔４２内に透過させる透過膜として機能するとともにイオンフィードバックを抑制するイオンバリア膜として機能する。イオンフィードバックとは、微細孔４２の内部で増倍された電子が残留ガスをイオン化し、そのイオンが光電面３に戻ることによりノイズが発生してしまう事象である。

筐体２内において、マイクロチャンネルプレート４よりも内側には、アノード５が設けられている。アノード５の入力面５ａ（マイクロチャンネルプレート４側の表面）は、マイクロチャンネルプレート４の出力面４ｂと略同一の曲率を有する湾曲面をなしている。すなわち、マイクロチャンネルプレート４の出力面４ｂとアノード５の入力面５ａとの距離は略一定に保たれている。これにより、マイクロチャンネルプレート４の出力面４ｂから出力された光電子がアノード５の入力面５ａに到達するまでの距離は、略一定に保たれている。アノード５は、マイクロチャンネルプレート４によって増倍された光電子を受ける。

なお、入射窓１１の真空側表面の周辺領域では、金属製の配線層（不図示）が光電面３に対して電気的に接続されている。また、マイクロチャンネルプレート４の入力電極層４３ａ及び出力電極層４３ｂ、並びにアノード５に対しても、それぞれ異なる金属製の配線層（不図示）が電気的に接続されている。上記配線層は、外部電圧源（不図示）に電気的に接続されている。これにより、光電面３、マイクロチャンネルプレート４、及びアノード５には、外部電圧源からの所定の電圧が印加され、それぞれの間に、所定の電位差が設定される。

以上述べた光電子増倍管１では、マイクロチャンネルプレート４及びアノード５は、光電面３の湾曲面に沿った湾曲面を有する。これにより、光電面３が湾曲面を有する場合において、マイクロチャンネルプレート４、光電面３、及びアノード５を所定の間隔で互いに近接するように配置することが可能となる。その結果、光電子増倍管１の磁場中における動作を安定化させることができる。また、光電面３から放出された電子がマイクロチャンネルプレート４に入射するまでの距離、及びマイクロチャンネルプレート４から放出された電子がアノード５に入射するまでの距離のばらつきを抑制することができる。つまり、光電面３から放出された電子がマイクロチャンネルプレート４を経て増倍されてアノード５に入射するまでの時間のばらつきを抑制することができる。その結果、光電子増倍管１の高速応答性を確保することができる。

続いて、図３を用いて、マイクロチャンネルプレートの製造工程について説明する。ここでは、上述したフランジ部４ｃを有さないマイクロチャンネルプレート４を製造する場合を例として説明する。まず、準備工程が実行される。図３の（ａ）に示すように、準備工程においては、湾曲面を有する金属板５０を準備する。ここで、金属板５０としては、例えばＡｌ（アルミニウム），Ｔａ（タンタル），Ｎｂ（ニオブ），Ｔｉ（チタン），Ｈｆ（ハフニウム），Ｚｒ（ジルコニウム），Ｚｎ（亜鉛），Ｗ（タングステン），Ｂｉ（ビスマス），Ｓｂ（アンチモン）等のバルブ金属を用いることができる。金属板５０は、中空ドーム状に形成されている。金属板５０の外側面５０ａ及び内側面５０ｂは、湾曲面をなしている。

準備工程において、例えば平坦な金属板をプレス加工することにより、上述したような湾曲面を有する金属板５０を得ることができる。微細孔４２が変形したり潰れたりする原因となり得るプレス加工を、微細孔構造体４１を形成する前段階の金属板５０に対して行うことにより、微細孔４２の形状に影響を与えることなく、所望の形状の微細孔構造体４１を形成することが可能となる。

続いて、微細孔構造体形成工程が実行される。微細孔構造体形成工程においては、準備工程において準備された金属板５０の少なくとも湾曲面（この例では外側面５０ａ及び内側面５０ｂ）を含む部分を陽極酸化処理することにより、湾曲面に対して垂直な複数の微細孔４２を有する微細孔構造体４１を金属板５０の表面部に形成する（図３の（ｂ）参照）。この例では、金属板５０の外側面５０ａ及び内側面５０ｂのそれぞれから陽極酸化が進むことにより、金属板５０の外側において微細孔構造体４１Ａが形成され、金属板５０の内側において微細孔構造体４１Ｂが形成される。

上述の陽極酸化処理により、微細孔構造体４１には、金属板５０の表面（外側面５０ａ又は内側面５０ｂ）から金属板５０の内部に向かった微細孔４２が複数形成される。例えば図３の（ｂ）に示すように、金属板５０の内側に形成された微細孔構造体４１Ｂには、金属板５０の内側面５０ｂから金属板５０の内部に向かった微細孔４２が複数形成される。また、微細孔４２の底部には、薄膜状の酸化層である表面膜４４が形成される。すなわち、微細孔構造体形成工程においては、微細孔４２の一端が表面膜４４で覆われるように金属板５０の陽極酸化処理が行われる。

続いて、剥離工程が実行される。剥離工程においては、微細孔構造体形成工程において形成された微細孔構造体４１を金属板５０の残部５１から剥離する。図３の（ｃ）は、剥離工程において残部５１から剥離された微細孔構造体４１Ｂを示す。なお、剥離工程において残部５１から剥離された微細孔構造体４１Ａは、表面膜４４が内側に形成されている点で、表面膜４４が外側に形成される微細孔構造体４１Ｂと相違する。

剥離工程において微細孔構造体４１を剥離した後の工程は、上述した第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１を製造する場合と、第２の例に係るマイクロチャンネルプレート４０２を製造する場合とで異なる。

（第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１を製造する場合）
まず、第１の例に係るマイクロチャンネルプレート４０１を製造する場合について説明する。この場合、剥離工程の後に貫通工程が実行される。貫通工程においては、剥離工程において剥離された微細孔構造体４１（微細孔構造体４１Ａ又は微細孔構造体４１Ｂ）の表面膜４４を貫通させる。表面膜４４の貫通処理は、例えばエッチング等の化学的な処理、及び削り取り等の物理的な処理等により行われる。貫通処理においては、表面膜４４全体を除去してもよいし、表面膜４４の一部を貫通させてもよい。

図３の（ｄ）は、貫通工程において表面膜４４を除去した微細孔構造体４１を示す。この図に示すように、貫通工程により、微細孔４２が微細孔構造体４１の両端において開口した微細孔構造体４１を得ることができる。これにより、微細孔構造体４１の微細孔４２を電子が通過可能なチャンネルとして機能させることができる。

続いて、電極層形成工程が実行される。電極層形成工程においては、微細孔構造体４１の一面及び他面のそれぞれに電極層４３を形成する。具体的には、例えばＩｎ_２Ｏ_３及びＳｎＯ_２からなるＩＴＯ膜、ネサ膜、ニクロム膜、インコネル（登録商標）膜等を、微細孔構造体４１の一面及び他面のそれぞれに蒸着することで、入力電極層４３ａ及び出力電極層４３ｂを形成する。以上の工程により、図２の（ａ）に示した構成を有するマイクロチャンネルプレート４０１が得られる。

（第２の例に係るマイクロチャンネルプレート４０２を製造する場合）
次に、第２の例に係るマイクロチャンネルプレート４０２を製造する場合について説明する。この場合、剥離工程の後に上述した貫通工程を行わず、その代わりに、必要に応じてエッチング処理等を行うことにより、表面膜４４の厚みを薄くする。具体的には、表面膜４４の厚みを、表面膜４４が電子を透過させる透過膜及びイオンフィードバックを抑制するイオンバリア膜として機能するために適切な厚さにする。その後、上述した電極層形成工程を実行することにより、図２の（ｂ）に示した構成を有するマイクロチャンネルプレート４０２が得られる。このように、金属板５０の陽極酸化処理により形成された表面膜４４を除去せずにあえて残すことで、当該表面膜４４が電子を透過させる透過膜及びイオンフィードバックを抑制するイオンバリア膜として機能する透過型マイクロチャンネルプレートを得ることができる。

なお、図１に示したフランジ部４ｃを有するマイクロチャンネルプレート４を製造する場合には、例えば、上述した準備工程においてフランジ部を有する金属板を準備し、上述した各工程を実施すればよい。この場合、微細孔構造体形成工程における陽極酸化処理により、フランジ部４ｃにも微細孔４２が形成されることになる。ただし、図１に示した光電子増倍管１において、マイクロチャンネルプレート４のフランジ部４ｃは光電子の増倍に寄与する部分ではないため、例えば陽極酸化処理の際に金属板の一部（フランジ部４ｃとなる部分）をマスキングすることで、フランジ部４ｃに微細孔４２が形成されないようにしてもよい。

図１に示したように、フランジ部４ｃを有するマイクロチャンネルプレート４を製造する場合には、更に、フランジ部４ｃにフランジ部４ｃと略同等の熱膨張係数を有するフレーム部材４ｄを設けてもよい。この場合、フランジ部４ｃのアノード５側の表面に、円環状のフレーム部材４ｄの一面を低融点ガラス等によって接着し、焼成を行う。また、フレーム部材４ｄの他面を低融点ガラス等によってアノード５のフランジ部に接着し、焼成を行う。以上の処理により、図１に示したように、マイクロチャンネルプレート４とアノード５とがフレーム部材４ｄを介して互いに固定される。

以上述べたように、このマイクロチャンネルプレート４の製造方法では、複数の微細孔４２を有する微細孔構造体４１を形成するために、予め所望の形状（湾曲面を有する形状）に形成された金属板５０に対する陽極酸化処理を行う。これにより、微細孔構造体４１を形成した後に当該微細孔構造体４１を変形（湾曲等）させる処理が不要となるため、当該変形に起因して微細孔４２が変形したり潰れたりする事態が生じない。従って、このマイクロチャンネルプレート４の製造方法によれば、湾曲面における微細孔４２の変形に起因する光電子増倍効率の低下を防止でき、かつ所望の形状に形成されたマイクロチャンネルプレート４を製造することができる。なお、上述した通り、マイクロチャンネルプレート４は、電子増倍器として機能するために、微細孔４２内の隔壁部４５の表面に図示しない抵抗層及び電子放出層を更に有する。抵抗層及び電子放出層の形成には、既知の方法（例えば原子層堆積法（ALD:Atomic Layer Deposition）等）を用いることができる。抵抗層及び電子放出層の形成は、電極層形成工程前に行われてもよいし、電極層形成工程後に行われてもよい。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明に係るマイクロチャンネルプレートの製造方法によれば、上述した中空ドーム状のマイクロチャンネルプレート４以外にも様々な形状のマイクロチャンネルプレートを製造することが可能である。また、光電子増倍管の形状、及び光電子増倍管を構成する部材の配置構成についても様々な変形が可能である。以下、図４〜図８を用いて、マイクロチャンネルプレート及び光電子増倍管の５つの変形例について説明する。なお、ここで例示する変形例以外にも、様々な変形を取りうることはいうまでもない。

（第１の変形例）
図４は、第１の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ａを備える光電子増倍管１Ａを示す。図４に示すように、光電子増倍管１Ａは、略中空円柱状の筐体２Ａの内部において、光電面３Ａ、マイクロチャンネルプレート４Ａ、及びアノード５Ａが互いに近接して配置された光電子増倍管である。筐体２Ａの一端は、入射窓１１Ａによって封止されている。光電子増倍管１Ａでは、光電面３Ａは、入射窓１１Ａの形状に沿って、中央部において略平面状であり側縁部において湾曲面（Ｒ形状）を有している。また、マイクロチャンネルプレート４Ａ及びアノード５Ａは、光電面３Ａの形状に沿った形状となっている。すなわち、マイクロチャンネルプレート４Ａ及びアノード５Ａにおいて、光電面３Ａの略平面状の部分に対向する部分は、光電面３Ａと同様の略平面状に形成されており、光電面３Ａの側縁部に形成された湾曲面に対向する部分は、光電面３Ａと同様の湾曲面をなしている。

図５は、第２の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ｂを備える光電子増倍管１Ｂを示す。図５に示すように、光電子増倍管１Ｂは、略中空円柱状の筐体２Ｂの内部において、光電面３Ｂ、マイクロチャンネルプレート４Ｂ、及びアノード５Ｂが互いに近接して配置された光電子増倍管である。筐体２Ｂの一端は、プラノコン面状に形成された入射窓１１Ｂによって封止されている。具体的には、入射窓１１Ｂは、大気側表面が平坦であって真空側表面が内側に湾曲する形状をなしている。入射窓１１Ｂの真空側表面は、上記実施形態に係る半球面状の入射窓１１よりも曲率の小さい緩やかな湾曲形状をなしている。光電子増倍管１Ｂでは、光電面３Ｂは、入射窓１１Ｂの真空側表面の湾曲形状に沿った緩やかな湾曲形状となっている。また、マイクロチャンネルプレート４Ｂ及びアノード５Ｂは、光電面３Ｂの形状に沿った緩やかな湾曲形状となっている。

（第３の変形例）
図６は、第３の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ｃを備える光電子増倍管１Ｃを示す。図６に示すように、光電子増倍管１Ｃは、筒状の筐体２Ｃの先端に設けられた入射窓１１Ｃの内側において、光電面３Ｃ、マイクロチャンネルプレート４Ｃ、及びアノード５Ｃが互いに近接して配置された大口径の光電子増倍管である。入射窓１１Ｃは、中空楕円球の一部を切り欠いた形状（豆電球の先端部分に似た形状）をなしている。入射窓１１Ｃの内側には、入射窓１１Ｃの形状に沿って、中空楕円球の一部を切り欠いた形状の光電面３Ｃが配置されている。光電面３Ｃの内側には、楕円球状のマイクロチャンネルプレート４Ｃが配置されている。マイクロチャンネルプレート４Ｃの内側には、マイクロチャンネルプレート４Ｃよりも一回り小さい楕円球状のアノード５Ｃが配置されている。なお、このような楕円球状のマイクロチャンネルプレート４Ｃは、例えばマイクロチャンネルプレート４Ｃを半分に切った半楕円球状の２つのマイクロチャンネルプレートを上記実施形態で説明した製造方法と同様の製造方法により製造し、これらを組み合わせることにより得られる。

（第４の変形例）
図７は、第４の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ｄを備える光電子増倍管１Ｄを示す。図７に示すように、光電子増倍管１Ｄは、円筒状の入射窓１１Ｄの内側において、円筒状の光電面３Ｄ、マイクロチャンネルプレート４Ｄ、及びアノード５Ｄが互いに近接して配置された光電子増倍管である。入射窓１１Ｄの内側には、入射窓１１Ｄの形状に沿った円筒状の光電面３Ｄが配置されている。光電面３Ｄの内側には、光電面３Ｄよりも一回り小さい円筒状のマイクロチャンネルプレート４Ｄが配置されている。マイクロチャンネルプレート４Ｄの内側には、マイクロチャンネルプレート４Ｄよりも一回り小さい円柱状のアノード５Ｄが配置されている。この光電子増倍管１Ｄでは、円筒状の入射窓１１Ｄが対向する全方向からの光を検出することができる。

（第５の変形例）
図８は、第５の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ｅを備える光電子増倍管１Ｅを示す。図８に示すように、光電子増倍管１Ｅは、中空円筒状に形成された光電子増倍管である。光電子増倍管１Ｅは、例えば発光する溶液等が入れられた試験管の光を検出する用途等に用いられる。光電子増倍管１Ｅは、入射窓１１Ｅ、光電面３Ｅ、マイクロチャンネルプレート４Ｅ、及びアノード５Ｅが、内側から順に配置される構成をなしている。この光電子増倍管１Ｅでは、円柱状の空間Ｓを包囲するように、円筒状の入射窓１１Ｅが設けられている。入射窓１１Ｅの外側（空間Ｓとは反対側）には、入射窓１１Ｅの形状に沿った円筒状の光電面３Ｅが配置されている。光電面３Ｅの外側には、光電面３Ｅよりも一回り大きい円筒状のマイクロチャンネルプレート４Ｅが配置されている。マイクロチャンネルプレート４Ｅの外側には、マイクロチャンネルプレート４Ｅよりも一回り大きい円柱状のアノード５Ｅが配置されている。この光電子増倍管１Ｅでは、例えば上述した試験管等を空間Ｓに挿入することで、試験管からの全方向に対する発光を検出することができる。

以上述べた第１〜第５の変形例に係るマイクロチャンネルプレート４Ａ〜４Ｅは、上記実施形態で説明したマイクロチャンネルプレートの製造方法を適用することにより製造可能である。すなわち、上記各変形例に示した所望の形状の金属板を準備し、当該金属板に対して、上述の微細孔構造体形成工程、剥離工程、貫通工程、及び電極層形成工程を実行することにより、図２の（ａ）に示した構成を備えるマイクロチャンネルプレート４Ａ〜４Ｅを製造することができる。また、貫通工程の代わりに表面膜４４の厚みを調整するエッチング処理等を行うことで、図２の（ｂ）に示した構成を備えるマイクロチャンネルプレート４Ａ〜４Ｅを製造することができる。

また、図４〜図８に示したように、第１〜第５の変形例に係る光電子増倍管１Ａ〜１Ｅでは、マイクロチャンネルプレート４Ａ〜４Ｅ及びアノード５Ａ〜５Ｅは、光電面３Ａ〜３Ｅの湾曲面に沿った湾曲面を有する。従って、これらの光電子増倍管１Ａ〜１Ｅについても、上記実施形態に係る光電子増倍管１と同様の効果を奏する。

１，１Ａ〜１Ｅ…光電子増倍管、３，３Ａ〜３Ｅ…光電面、４，４Ａ〜４Ｅ，４０１，４０２…マイクロチャンネルプレート、５，５Ａ〜５Ｅ…アノード（電子入射面）、４１，４１Ａ，４１Ｂ…微細孔構造体、４２…微細孔、４３…電極層、４３ａ…入力電極層、４３ｂ…出力電極層、４４…表面膜、５０…金属板。

Claims (9)

1. 湾曲面を有すると共にその縁部にフランジ部が形成された金属板を準備する準備工程と、
   前記準備工程において準備された前記金属板の少なくとも前記湾曲面を含む部分を陽極酸化処理することにより、前記湾曲面に対して垂直な複数の微細孔を有する微細孔構造体を前記金属板の表面部に形成する微細孔構造体形成工程と、
   前記微細孔構造体形成工程において形成された前記微細孔構造体を前記金属板の残部から剥離する剥離工程と、
   前記剥離工程において剥離された前記微細孔構造体の一面及び他面のそれぞれに電極層を形成する電極層形成工程と、を含む、マイクロチャンネルプレートの製造方法。
2. 前記微細孔構造体形成工程において、前記フランジ部に微細孔が形成されないように、前記フランジ部をマスキングする、請求項１に記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
3. 前記フランジ部の一方面に、フレーム部材を設ける工程を更に含む、請求項１又は２に記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
4. 前記フレーム部材は、前記フランジ部と略同等の熱膨張係数を有する、請求項３に記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
5. 前記湾曲面に沿った湾曲面を有するアノードを、前記フレーム部材を介して前記フランジ部の一方面に固定する工程を更に含む、請求項３又は４に記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
6. 前記微細孔構造体形成工程において、前記微細孔の一端が表面膜で覆われるように前記金属板の陽極酸化処理を行い、
   前記電極層形成工程の前に、前記剥離工程において剥離された前記微細孔構造体の前記表面膜を貫通させる貫通工程を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
7. 湾曲面を有する金属板を準備する準備工程と、
   前記準備工程において準備された前記金属板の少なくとも前記湾曲面を含む部分を陽極酸化処理することにより、前記湾曲面に対して垂直な複数の微細孔を有する微細孔構造体を前記金属板の表面部に形成する微細孔構造体形成工程と、
   前記微細孔構造体形成工程において形成された前記微細孔構造体を前記金属板の残部から剥離する剥離工程と、
   前記剥離工程において剥離された前記微細孔構造体の一面及び他面のそれぞれに電極層を形成する電極層形成工程と、を含み、
   前記微細孔構造体形成工程において、前記微細孔の一端が表面膜で覆われるように前記金属板の陽極酸化処理を行い、
   前記電極層形成工程において、前記剥離工程において剥離された前記微細孔構造体の前記微細孔の前記表面膜上に前記電極層を形成する、マイクロチャンネルプレートの製造方法。
8. 前記準備工程において、平坦な金属板をプレス加工することにより、前記湾曲面を有する金属板を形成する、請求項１〜７のいずれか一項記載のマイクロチャンネルプレートの製造方法。
9. 湾曲面を有し、入射光を光電子に変換する光電面と、
   前記光電面から放出された光電子を増倍するマイクロチャンネルプレートと、
   前記マイクロチャンネルプレートによって増倍された電子を受ける電子入射面と、を備え、
   前記マイクロチャンネルプレート及び前記電子入射面は、前記光電面の湾曲面に沿った湾曲面を有し、
   前記マイクロチャンネルプレートは、
   湾曲面を有する金属板を準備する準備工程と、
   前記準備工程において準備された前記金属板の少なくとも前記湾曲面を含む部分を陽極酸化処理することにより、前記湾曲面に対して垂直な複数の微細孔を有する微細孔構造体を前記金属板の表面部に形成する微細孔構造体形成工程と、
   前記微細孔構造体形成工程において形成された前記微細孔構造体を前記金属板の残部から剥離する剥離工程と、
   前記剥離工程において剥離された前記微細孔構造体の一面及び他面のそれぞれに電極層を形成する電極層形成工程と、を含むマイクロチャンネルプレートの製造方法により製造されている、光電子増倍管。

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