JPH01189846A - ２次電子増倍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光電子増倍管等に利用される複数段のベネシ
アン形ダイノード組立を有する２次電子増倍装置に関す
る。

（従来の技術） 本願出願人は、ベネシアン形ダイノード組立を有する装
置について、特公昭５９−２３６０９号および特公昭５
９−２５２８０号等の提案をしている。

従来の前記ベネシアン形ダイノード組立を有する２次電
子増倍装置の構成を第４図を参照して説明する。

第４図は２次電子増倍装置のダイノード一対を取り出し
て示した拡大断面図および電子軌道の例を示す図である
。

２次電子放出機能を有する薄板１１．１２は初段のダイ
ノードの構成要素である。

同様に２次電子放出機能を有する薄板２１．２２は次段
のダイノードの構成要素である。

そして各ダイノードの構成要素である前記各薄板は、２
次電子増倍管の主軸に対して４５度傾斜させられている
。

メツシュ電極１０は初段のダイノードと同電位、メツシ
ュ電極２０は次段のダイノードと同電位に保たれている
。

粒子源である光電面側（上側）から見て初段のダイノー
ドの幾何学的に透明な部分の幅をｄとする。

従来の２次電子増倍装置では前記透明な部分の真下に、
次段のダイノードの薄板の上端から幅ｄの部分がくるよ
うな、電極構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の前述のベネシアン形のダイノードでは、前段（初
段）のダイノードの薄板１１，１２の上縁よりの部分か
ら放出された電子は、第４図の矢印ａｌ、ａ２に示すよ
うに再び当該薄板に戻される。

初段のダイノードの薄板１１．１２の中央部付近から放
出された電子の一部は極めて弱い電界のため第１図のｂ
ｌ、ｂ２に示すように、同−段のダイノードの隣接する
薄板の裏面に衝突する。

これらの電子の持つエネルギーは実質的に低くて２次電
子を放出しない。

すなわち、従来の２次電子増倍装置では前段のダイノー
ドの前縁に近い部分や中央部付近に電子があたっても、
増倍されない。

また初段ダイノードの幾何学的に透明な部分をとおりぬ
けた光電子は、直接２段目のダイノード薄板の初段ダイ
ノードに近い部分にあたってしまい前述と同様に、増倍
されない。

このような理由から前記従来の２次電子増倍装置の電子
増倍は必ずしも効率が良いとは言えない場合がある。

本発明の目的は２次電子を効果的に増倍することができ
るダイノード配列とそれに対応する電圧印加を行うこと
ができる２次電子増倍装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による２次電子増倍装
置は、複数段のベネシアン形ダイノード組立を有する２
次電子増倍装置において、初段のダイノードの入射粒子
線源から見て幾何学的に透明な部分の幅をｄとし、入射
粒子線源から見て次段ダイノードの幾何学的に不透明な
部分の下端より幅ｄの部分が入射粒子線源から見て幾何
学的に初段ダイノードの透明な部分の真下にくるように
配置し、初段のダイノードの２次電子放出比を６１゜初
段から放出された電子が次段にあたったときの２次電子
放出比をδ２、初段にあたらず初段の入射粒子線源から
見て幾何学的に透明な部分をとおり、次段にあたった場
合の２次電子放出比をδ２゜としたとき、δ１．δ２．
δ２　°間に、略δ１　・δ２＝δ２’の関係が成立す
るように初段と次段の電圧を設定して構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

以下この明細書において、ダイノードを構成する薄板と
は、す（な（とも−面が２次電子放出能力を持つ単一の
薄板を指称し、この薄板複数枚によリダイノードの基本
単位（段）が形成されるというように用いる。

上記薄板は銅ベリリウム合金からなり、酸素中で加熱す
ることにより、その表面に酸化ベリリウムの薄層が形成
されている。

また、２次電子増倍管の主軸に直交するように配列され
た２以上のダイノードにより当該２次電子増倍管の２次
電子増倍装置が形成されるというように使用する。

２次電子増倍管は、−船釣に真空の管状の容器に、第１
に電子源、続いて一連のダイノードよりなる２次電子増
倍装置、最後に電子補集電極（コレクタ）を含んでいる
。

これらの電極は管の主軸に沿って、略前記順序で配置さ
れている。

この２次電子増倍管の動作時には前記主軸に沿って電子
を加速する電場を発生するため、これらの電極に適当な
電圧がかけられる。

この時、電子源から放出された電子は、管軸に沿った各
ダイノードに、衝突し、その都度増倍されてコレクタで
補集される。

ベネシアン形の２次電子放出電極の各ダイノードは矩形
の薄板から構成され、それらの長辺は管の主軸に直角で
あり、短辺は同じ軸に対して傾斜させられている。

そして連続する２つのダイノードは管軸に対して反対の
方向に傾斜するように配置されている。

通常は各ダイノードの電子が入射する側に、当該ダイノ
ードと同じ電位が与えられているメツシュ電極が設けら
れている。

第１図は本発明による２次電子増倍装置の実施例のダイ
ノード一対を取り出して示した拡大断面図および電子軌
道の例を示す図である。

３１．３２は初段のダイノードを形成する２次電子増倍
機能を持つ薄板である。

この実施例では銅ベリリウム（ＢｅＣｕ）の薄板からＢ
ｅを析出させてＢｅＯにして２次電子増倍機能を与えて
いる。

３０はこれらの薄板と同電位に保たれているメツシュ電
極である。４１．４２は２段目のダイノードを形成する
２次電子増倍機能を持つ薄板であり、前記初段の薄板３
１．３２に対して反対の傾きを持つように取付られてい
る。メツシュ電極４０は２段目のダイノードを形成する
２次電子増倍機能を持つ薄板４１と同電位に保たれてい
る。

そして２段目のダイノードは、初段目の幾何学的に透明
な部分（＠ｄ）の真下に２段目の各薄板の下端側の幅ｄ
の部分がくるように配置されている。

この構造により、本発明による２次電子増倍装置は、初
段の幾何学的に透明な部分を通過してきた光電子を、２
段目の幾何学的に不透明な部分に直接あて、光電子を効
率良く２次電子に変換するようにしである。

また、初段への入射電子の数と、前記入射電子により前
記初段から２次電子放出され２段目のダイノードに入射
する電子の数の比をδ１、初段から放出された電子が、
２段目のダイノードにあたった数と、その電子により、
２段目のダイノードから２次電子放出され第３段目のダ
イノードに入射する電子の数の比をδ２、初段にあたら
ず直接２段目のダイムードにあたった電子の数とその電
子により２段目のダイノードから２次電子放出され、第
３段目のダイノードに入射する電子の数の比を６２°と
したときに、δ１　・δ２＝δ２゛となるように、１段
目と２段目の電圧を設定子る。

第２図は前記ダイノードを形成する薄板の２次電子放出
特性を示すグラフである。

横軸を電子のエネルギー、縦軸を２次電子放出比としで
ある。

光電陰極から初段のダイノードまでの電位差を１ｏｏｖ
、初段のダイノードから２段目のダイノードまでの電位
差を１００ｖとすると、初段のダイノードに衝突した電
子は６１倍、つまり２．３倍に増倍される。

次いでこの電子が２段目のダイノードで増倍されると６
１×６２”５．２９倍に増倍される。

初段の幾何学的に透明な部分を通過してきた光電子が２
段目の幾何学的に不透明な部分に直接あたったときはδ
２゛倍つまり略５．３倍に増倍されるから、どの電子に
ついても増倍率は略等しくなることになる。

３段目以後は、両者共に同じように増倍されるので、カ
ソードに入った光（光子）はいつでも一定の出力として
得られるのである。

前述のように電圧を設定すると、出力パルス波高分布が
より理想的な形となり、Ｓ／Ｎの良い２次電子増倍管を
得ることができる。

次に本発明による２次電子増倍装置を使用した２次電子
増倍管のパルス波高分布（第３図）と従来の２次電子増
倍装置を使用した２次電子増倍装置のパルス波高分布（
第５図）を比較する。

パルス波高分布とは、単一光子がカソードに入った場合
における出力分布のことで、横軸がパルス波高（１つの
グループ内に含まれる数）、縦軸が頻度であられされる
グラフによって表現される。

本発明による２次電子増倍装置を使用した２次電子増倍
管ではグラフにピークと、より小さな波高レベルにバレ
ー（谷）があられれる。

このバレーの波高レベルに闇値（ディスクリミネータレ
ベル）を設定することにより、暗電流が大部分を占める
波高レベルの領域と、信号が大部分を占める波高レベル
の領域とを明確に区別することができる。

これにより、信号光パルスを落とさず有効に暗電流パル
スを除去することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することがで
きる。

これに対して第５図に示した従来の２次電子増倍装置を
使用した２次電子増倍管では前記区別は不可能である。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による２次電子増倍
装置は、複数段のベネシアン形ダイノード組立を有する
２次電子増倍装置において、初段のダイノードの入射粒
子線源から見て幾何学的に透明な部分の幅をｄとし、入
射粒子線源から見て次段ダイノードの幾何学的に不透明
な部分の下端より幅ｄの部分が入射粒子線源から見て幾
何学的に初段ダイノードの透明な部分の真下にくるよう
に配置し、初段のダイノードの２次電子放出比を６１、
初段から放出された電子が次段にあたったときの２次電
子放出比をδ２、初段にあたらず初段の入射粒子線源か
ら見て幾何学的に透明な部分をとおり、次段にあたった
場合の２次電子放出比をδ２’としたとき、δ１．δ２
，６２１間に、略δ１　・δ２＝δ２　°の関係が成立
するように初段と次段の電圧を設定して構成されている
。

したがって、第１段ダイノードを透過した光電子も、他
の電子と同様に増倍されるから、従来の装置に比較して
著しくＳ／Ｎを改善するとこができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による２次電子増倍装置の実施例のダ
イノード一対を取り出して示した拡大断面図および電子
軌道の例を示す図である。 第２図は、前記ダイノードを形成する薄板の２次電子放
出特性を示すグラフである。 第３図は、本発明の２次電子増倍装置を使用した２次電
子増倍管のパルス波高分布を示すグラフである。 第４図は、従来の２次電子増倍装置のダイノード一対を
取り出して示した拡大断面図および電子軌道の例を示す
図である。 第５図は、従来の２次電子増倍装置を使用した２次電子
増倍管のパルス波高分布を示すグラフである。 ３０・・・メツシュ電極 ３１．３２・・・初段のダイノードを形成する薄板４０
・・・メツシュ電極 ４１．４２・・・２段のダイノードを形成する薄板特許
出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　漢 才１隣 ２ｖＡ Ｅ 才３ｒｉ：Ｊ 才４図 ２５図 ／１＠ルス３船鳥

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数段のベネシアン形ダイノード組立を有する２次電子
   増倍装置において、初段のダイノードの入射粒子線源か
   ら見て幾何学的に透明な部分の幅をｄとし、入射粒子線
   源から見て次段ダイノードの幾何学的に不透明な部分の
   下端より幅ｄの部分が入射粒子線源から見て幾何学的に
   初段ダイノードの透明な部分の真下にくるように配置し
   、初段のダイノードの２次電子放出比をδ＿１、初段か
   ら放出された電子が次段にあたったときの２次電子放出
   比をδ＿２、初段にあたらず初段の入射粒子線源から見
   て幾何学的に透明な部分をとおり、次段にあたった場合
   の２次電子放出比をδ＿２’としたとき、それ等の間に
   略下記の関係が成立するように初段と次段の電圧を設定
   して構成した２次電子増倍装置。 記 δ＿１・δ＿２＝δ＿２’