JPH0143810Y2 - - Google Patents

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JPH0143810Y2
JPH0143810Y2 JP6969288U JP6969288U JPH0143810Y2 JP H0143810 Y2 JPH0143810 Y2 JP H0143810Y2 JP 6969288 U JP6969288 U JP 6969288U JP 6969288 U JP6969288 U JP 6969288U JP H0143810 Y2 JPH0143810 Y2 JP H0143810Y2
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photocathode
optical sensor
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electron tube
tube
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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えばX線像増倍管のような光電面
を有する電子管の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to an improvement in an electron tube having a photocathode, such as an X-ray image intensifier.

一般に光電面を有する電子管、例えばX線像増
倍管やγ線用像増倍管などは、高エネルギー線の
検出に用いられるが、これらの像増倍管の入射窓
材料は、従来ガラスが用いられてきた。しかし、
最近に至り、諸技術の向上と、ガラス原材料の高
騰のため、完成に至るまで考えると、寧ろ金属の
方が安くなる状況等から、これらの像増倍管の入
射窓は薄い金属が用いられるようになつてきた。
而も金属の入射窓を用いることが、更に他の部分
にも金属を用いようとする端緒となつた。
Generally, electron tubes with a photocathode, such as X-ray image intensifiers and gamma-ray image intensifiers, are used to detect high-energy rays, but the entrance window material of these image intensifiers has traditionally been glass. has been used. but,
Recently, due to improvements in various technologies and the rising cost of raw materials for glass, thin metal is being used for the entrance window of these image intensifier tubes, as metal is actually cheaper when you consider the process until completion. It has become like that.
However, the use of a metal entrance window led to the use of metal in other parts as well.

一方、一般的に光電面は、Sb又はBi或いはTe
のような半金属とアルカリ金属との反応生成物と
して構成されている。そして、このような光電面
の形成法は、半金属の蒸着法から考えると、大別
して2種類の方法がある。1つは半金属とアルカ
リ金属とを交互に蒸着して感度の最高値に至らし
める方法である。他の1つは、予め半金属を定ま
つた量だけ蒸着し、その後、アルカリ金属を反応
させて最高感度にするという方法である。
On the other hand, the photocathode is generally made of Sb, Bi, or Te.
It is composed of a reaction product between a metalloid such as a metalloid and an alkali metal. Methods for forming such a photocathode can be roughly divided into two types, considering the vapor deposition method of semimetals. One method is to alternately deposit a metalloid and an alkali metal to reach the maximum sensitivity. Another method is to deposit a predetermined amount of a metalloid in advance, and then react with an alkali metal to achieve the highest sensitivity.

従来これらの2つの方法は、光電面を持つ電子
管の形状や得られる光電面感度の安定性などから
使い分けられていた。特に前者の方法は、安定し
た感度が得られる代りに、後者で得られる最高感
度には至らない。一方後者の方法は、適正に半金
属の蒸着量が得られる構造である場合は高い感度
が安定して得られるが、半金属の蒸着量の定量化
が困難な構造或いは不可能な構造の場合は、全く
使用不能となる。しかし、光電面形成に要する時
間が短かい大きな長所もある。又、半金属の定量
化は、光電面が形成される基板或いはこの近傍に
外部から光を入れ、この基板或いはこの近傍を通
過する透過光が、半金属の蒸着により低下する程
度を測定して制御する。従つて、この方法には構
造的な制約が生ずることが避けられない。
Conventionally, these two methods have been used depending on the shape of the electron tube with the photocathode and the stability of the resulting photocathode sensitivity. In particular, although the former method provides stable sensitivity, it does not reach the maximum sensitivity obtained with the latter method. On the other hand, with the latter method, high sensitivity can be stably obtained if the structure allows an appropriate amount of metalloid to be deposited, but if the structure is such that it is difficult or impossible to quantify the amount of metalloid deposited, becomes completely unusable. However, it also has the great advantage of shortening the time required to form the photocathode. In addition, semimetal quantification is achieved by injecting light from the outside into the substrate on which the photocathode is formed or in its vicinity, and measuring the extent to which the transmitted light passing through the substrate or its vicinity is reduced by the vapor deposition of the semimetal. Control. Therefore, this method inevitably has structural limitations.

ところで近年に至り、光電面を有する電子管の
うち電界集束を行なう内部構造は、その電子管の
高性能化に伴なつて益々複雑となつてきている。
例えば、X線像増倍管を例にとると、従来、3つ
の電極によつて構成されていたものが、視野を可
変するため4極にし、あるいは解像度の分布をよ
くするため5極とするなど多極化の方向に向いて
いる。
However, in recent years, the internal structure of an electron tube having a photocathode for converging an electric field has become increasingly complex as the performance of the electron tube has improved.
For example, in the case of an X-ray image intensifier tube, which conventionally consisted of three electrodes, it has been changed to four poles to vary the field of view, or to five poles to improve the distribution of resolution. It is headed in the direction of multipolarization.

又、X線像増倍管は散乱線を少なくし、材料と
加工費の増大に対処するため、入射窓材料から始
まり、真空外囲器の他の部分に至るまで金属化が
図られるようになつてきた。そしてX線像増倍管
も構造の複雑化と真空外囲器の金属化などに伴な
い、光電面の周囲近傍に測定用の光通路を設ける
ことが困難で半金属の蒸着量の定量的制約が困難
となつてきた。
In addition, in order to reduce scattered radiation and deal with increased material and processing costs, X-ray image intensifier tubes are being made of metal, starting from the entrance window material and extending to other parts of the vacuum envelope. I'm getting old. As X-ray image intensifier tubes have become more complex in structure and metalized vacuum envelopes, it has become difficult to provide an optical path for measurement near the photocathode, making it difficult to quantitatively measure the amount of metalloid deposited. The restrictions have become difficult.

この考案は上記事情に鑑みなされたもので、所
望な光電面感度と安定した光電面感度とをもつ光
電面を形成するに都合のよい構造の光電面を有す
る電子管を提供することを目的とする。
This invention was made in view of the above circumstances, and the purpose is to provide an electron tube having a photocathode with a convenient structure for forming a photocathode having a desired photocathode sensitivity and stable photocathode sensitivity. .

以下、図面を参照してこの考案の実施例を詳細
に説明する。電子管としてX線像増倍管の一種で
あるX線螢光増倍管を例にとれば、この考案によ
るX線螢光増倍管は第1図および第2図に示すよ
うに構成されている。即ち、真空外囲器はAl
入射窓1a、ステンレス製の胴部1b、ガラス胴
部1c、およびガラス出力窓1dからなつてい
る。外囲器の入射窓1aの内側には入力面2が
配設されている。この入力面2は球面状のアルミ
の基板3に入力螢光面4が形成され、この入力螢
光面4に光電面5が形成されてなつている。一
方、外囲器の出力側内部には、陽極体6が配設
されると共に出力基板7上に出力螢光面8が形成
されてなつている。更に外囲器内部の側壁に沿
つて第1集束電極9が配設され金属製胴部1bと
電気的に接続されている。この第1集束電極9の
陽極体6側には第2集束電極10a、第3集束電
極10bが順次配設されている。第2集束電極1
0aの凹部11の内部には、アルカリ金属蒸発源
が配設されている。又、外囲器のガラス胴部1
cの後部には突出部21が設けられ、この突出部
21内には例えばアンチモンのような半金属を発
生するボート12が設けられている。
Hereinafter, embodiments of this invention will be described in detail with reference to the drawings. Taking an X-ray fluorescence multiplier tube, which is a type of X-ray image intensifier tube, as an example of an electron tube, the X-ray fluorescence multiplier tube according to this invention is constructed as shown in Figures 1 and 2. There is. That is, the vacuum envelope 1 is made of Al
It consists of an entrance window 1a, a stainless steel body 1b, a glass body 1c, and a glass output window 1d. An input surface 2 is arranged inside the entrance window 1a of the envelope 1 . The input surface 2 has an input fluorescent surface 4 formed on a spherical aluminum substrate 3, and a photocathode 5 formed on the input fluorescent surface 4. On the other hand, inside the output side of the envelope 1 , an anode body 6 is disposed, and an output fluorescent surface 8 is formed on an output substrate 7. Furthermore, a first focusing electrode 9 is disposed along the side wall inside the envelope 1 and is electrically connected to the metal body 1b. A second focusing electrode 10a and a third focusing electrode 10b are sequentially arranged on the anode body 6 side of the first focusing electrode 9. Second focusing electrode 1
An alkali metal evaporation source is arranged inside the recess 11 of Oa. In addition, the glass body 1 of the envelope 1
A protrusion 21 is provided at the rear part of c, and a boat 12 for generating a metalloid such as antimony is provided within this protrusion 21.

このようなX線螢光増倍管における光電面の形
成は、従来、1つの方法は一方のアルカリ金属蒸
発源から例えばセシウムを、他方のボート12か
ら例えばアンチモンを、交互に最高感度が得られ
るまで続ける方法である。しかし、この方法は既
に述べたように感度の高いものが得にくい欠点が
ある。もう1つの方法は、例えば入力面2の基板
3と集束電極9との間の部分で、且つアンチモン
が外囲器の内面に飛着し得るような位置の外側
に光電管を配置し、その光電管とX線螢光増倍管
を挟んで反対側に光源を配置し、この光源からの
光が光電管に入つて流れる光電流がアンチモンの
蒸着によつて変化する値を読んでアンチモンの定
量化を行ない、この後、アルカリ金属蒸発源から
セシウムを蒸発して光電面を形成する方法であ
る。
Conventionally, one method for forming a photocathode in such an X-ray fluorescence multiplier tube is to alternately use cesium, for example, from one alkali metal evaporation source and antimony, for example, from the other boat 12, in order to obtain the highest sensitivity. This is a way to continue until. However, as already mentioned, this method has the disadvantage that it is difficult to obtain a highly sensitive product. Another method is to place a phototube outside a position where antimony can fly onto the inner surface of the envelope 1 , for example in a portion of the input surface 2 between the substrate 3 and the focusing electrode 9. A light source is placed on the opposite side of the phototube and the X-ray fluorescence multiplier tube, and the light from this light source enters the phototube and the photocurrent that flows through the tube is quantified by reading the value that changes due to antimony deposition. After that, cesium is evaporated from an alkali metal evaporation source to form a photocathode.

後者の方法では、もしアンチモンの定量化が再
現性よく行なわれると、光電面感度が高く安定で
ある。しかし、この方法は既に述べたように、基
板3、陽極体6、集束電極10等が多くなり、或
いは外囲器が金属容器で作られている場合など
では用いることができない。
In the latter method, if the quantification of antimony is performed with good reproducibility, the photocathode sensitivity is high and stable. However, as described above, this method cannot be used when the number of substrates 3, anode bodies 6, focusing electrodes 10, etc. is large, or when the envelope 1 is made of a metal container.

そこで、この考案では光電面5の周囲の近く、
つまり光電面5が機能上必要とされる部分の近傍
内部電極たとえば第1集束電極9の1箇所に、半
導体光センサ13例えばシリコンのPN接合より
なるフオトダイオードを、電極の電界を大きく乱
さないような位置に配置し、この動作のために必
要な端子14を半導体光センサ13から外囲器
外に取り出している。すなわち第1集束電極9の
円筒状壁22の一部に光センサ13の入力窓の大
きさにほぼ対応する大きさの透孔23を形成し、
その外側に光センサ13を固定してある。光セン
サ13の一対の信号出力端子のうちの一方24a
はリード線を介して外囲器の金属胴部1bを絶縁
物25を介して気密に貫通する端子14に接続さ
れ、他方24bはこの金属胴部1bと電気的に短
絡されている第1集束電極9に接続されている。
動作にあたつてこの第1集束電極9は外囲器の金
属胴部1bに導電体スプリング9aを介して短絡
され両者は接地電位とされ、これが光センサ13
の一方の端子として用いられる。なお図中の符号
26は入力面2と第1集束電極9とを電気的に分
離するとともにこの電極9を機械的に支えるスペ
ーサ、27は入力面2のリード端子をあらわして
いる。
Therefore, in this invention, near the periphery of the photocathode 5,
In other words, a semiconductor optical sensor 13, for example, a photodiode made of a silicon PN junction, is placed at one location on the internal electrode, for example, the first focusing electrode 9, near the part where the photocathode 5 is functionally required, in such a way as not to greatly disturb the electric field of the electrode. The terminal 14 necessary for this operation is connected from the semiconductor optical sensor 13 to the envelope 1.
I'm taking it outside. That is, a through hole 23 having a size approximately corresponding to the size of the input window of the optical sensor 13 is formed in a part of the cylindrical wall 22 of the first focusing electrode 9,
An optical sensor 13 is fixed on the outside thereof. One of the pair of signal output terminals 24a of the optical sensor 13
is connected via a lead wire to the terminal 14 which hermetically passes through the metal body 1b of the envelope through an insulator 25, and the other 24b is electrically short-circuited with the metal body 1b. It is connected to electrode 9.
In operation, the first focusing electrode 9 is short-circuited to the metal body 1b of the envelope via the conductor spring 9a, and both are at ground potential, which connects the optical sensor 13.
It is used as one terminal of Note that the reference numeral 26 in the figure represents a spacer that electrically separates the input surface 2 and the first focusing electrode 9 and also mechanically supports this electrode 9, and 27 represents a lead terminal of the input surface 2.

この考案の電子管は、光電面5の形成に際し
て、外囲器のガラス部分1cから内部に入るわず
かな光を利用して、光センサ13の光入力窓の外
面につくアンチモンのような半金属の量により変
化する光センサ13の信号を検知しながらその被
着量を制御できる。光センサ13は光電面5の近
くに設置できるので、より一層正確な被着量の検
知をすることができる。なお外囲器の外からの
光の入射がないか、もしくは極めて微弱となる構
造の場合には、外囲器内の適当な位置に小さな
光源を配設してもよい。なおまた、光センサ13
は光電面の外周近くに複数個配置してもよく、こ
のようにすれば光電面全域にわたる半金属の被着
の均一性を検出することもできる。さらにまた光
センサ13は、金属製外囲器の内面にとりつけて
もよい。
In the electron tube of this invention, when forming the photocathode 5, a semi-metal such as antimony is applied to the outer surface of the light input window of the optical sensor 13 by using a small amount of light that enters the interior from the glass portion 1c of the envelope. The amount of deposition can be controlled while detecting the signal from the optical sensor 13, which changes depending on the amount. Since the optical sensor 13 can be installed near the photocathode 5, it is possible to more accurately detect the amount of coating. Note that in the case of a structure in which there is no light incident from outside the envelope 1 or the light is extremely weak, a small light source may be provided at an appropriate position within the envelope 1 . Furthermore, the optical sensor 13
A plurality of them may be arranged near the outer periphery of the photocathode, and in this way, the uniformity of the metalloid deposition over the entire photocathode can be detected. Furthermore, the optical sensor 13 may be attached to the inner surface of the metal envelope.

なお、上記シリコンのフオトダイオードは本来
半導体であり、X線螢光増倍管のような真空管の
排気及び光電面の形成のために加える熱に対して
は、同じものを繰り返し用いることは、特性の劣
化が著しくできないが、この考案はX線螢光増倍
管に1つのフオトダイオードを取り付ければよ
く、しかもこの光電面の部分は管球の製造中に
300℃以上の極端に高い温度にはならないので、
充分実用になり、この目的に対しては何らの問題
も生じない。寧ろ、フオトダイオードを配置し
て、アンチモンの蒸着量の再現性は、従来の方法
に比べ格段に優れ、且つ外光の入射が不可能に近
い金属製外囲器の場合にも、この構造が適用でき
るようになつた。そして上記実施例のようなX線
螢光増倍管を考えると、この球の排気は250℃で
7Hrsの炉の中で実施される。従つてフオトダイオ
ードは、この温度に耐えるものでなければならな
いが、近年、シリコンをメタルケースに入れガラ
ス溶剤で密閉したものが開発され、このようなフ
オトダイオードはこの考案の目的に合致してい
る。
Note that the silicon photodiode mentioned above is originally a semiconductor, and repeated use of the same photodiode is not suitable for the heat applied to exhaust a vacuum tube such as an X-ray fluorescence multiplier tube and to form a photocathode. However, this idea only requires attaching one photodiode to the X-ray fluorescence multiplier tube, and this photocathode part is removed during tube manufacturing.
Because it does not reach extremely high temperatures of 300℃ or higher,
It is fully practical and presents no problems for this purpose. In fact, by arranging photodiodes, the reproducibility of the amount of antimony deposited is much better than with conventional methods, and even in the case of a metal envelope where it is almost impossible for external light to enter, this structure can be used. Now it can be applied. Considering the X-ray fluorescence multiplier tube as in the above example, the exhaust temperature of this bulb is 250℃.
Conducted in a furnace for 7 Hrs . Therefore, a photodiode must be able to withstand this temperature, but in recent years, a type of silicone encased in a metal case and sealed with a glass solvent has been developed, and such a photodiode meets the purpose of this invention. .

第3図にこの目的に使用し得るフオトダイオー
ドの一例を示す。このフオトダイオードからなる
半導体光センサ13はPN接合のシリコン素子3
1を気密容器32の内部に配設してなり、一対の
リード線24a,24bによつて外部に電極が引
き出されている。気密容器32はガラスの光入力
窓33、メタルケース34がフリツトガラスシー
ル部35により気密に接合され、更にリード線2
4a,24b、メタルケース34がフリツトガラ
スシステム36により気密封止されている。この
気密容器32の内部にはN2のような酸化防止ガ
ラスが封入されている。
FIG. 3 shows an example of a photodiode that can be used for this purpose. The semiconductor optical sensor 13 consisting of this photodiode is a PN junction silicon element 3.
1 is disposed inside an airtight container 32, and electrodes are drawn out to the outside by a pair of lead wires 24a and 24b. The airtight container 32 has a glass light input window 33 and a metal case 34 hermetically joined by a fritted glass seal 35, and further has a lead wire 2.
4a, 24b, and a metal case 34 are hermetically sealed by a fritted glass system 36. The inside of this airtight container 32 is sealed with anti-oxidation glass such as N 2 .

このような気密封止フオトダイオードは今日広
く市販されているが、勿論、気密容器32は300
℃程度でも気密性が損なわれないものを選択す
る。しかしながら、一般にその使用温度上限は、
電気的特性上から約125℃程度とされている。そ
こで、本考案者らは、このようなフオトダイオー
ドの電気的特性を、X線螢光増倍管の排気条件と
しての1つの目安とされる250℃で7時間の真空
中の高温保持の前後で比較測定したところ、第4
図のような結果を得た。すなわち、第4図は横軸
に入射光量(相対値)を示し、縦軸にフオトダイ
オードの出力電流を示してある。点線曲線Aは初
期特性であり、実線曲線Bは上記の排気条件の工
程を経た後の特性である。この結果から、フオト
ダイオードの出力特性すなわち感度特性は250℃
7時間の電子管排気工程を経ると約30%低下する
が、入射光量に対する出力電流の相対的な依存関
係は殆ど変化がないことが判つた。このように光
電面を形成する工程で、アンチモンのような非金
属の蒸着量を定量的に制御する上で、このフオト
ダイオードの相対的感度特性は充分実用になるこ
とを突き止めた。
Such hermetically sealed photodiodes are widely commercially available today, but of course the hermetically sealed container 32 is
Select one that does not lose its airtightness even at temperatures as low as ℃. However, the upper temperature limit for its use is generally
Based on electrical characteristics, it is estimated to be approximately 125°C. Therefore, the present inventors investigated the electrical characteristics of such a photodiode before and after holding it in a vacuum at 250°C for 7 hours, which is one guideline for the evacuation conditions of an X-ray fluorescence multiplier tube. When I compared and measured the 4th
The results shown in the figure were obtained. That is, in FIG. 4, the horizontal axis shows the amount of incident light (relative value), and the vertical axis shows the output current of the photodiode. The dotted curve A is the initial characteristic, and the solid curve B is the characteristic after passing through the steps under the above exhaust conditions. From this result, the output characteristics, or sensitivity characteristics, of the photodiode are 250°C.
It was found that the relative dependence of the output current on the amount of incident light remained almost unchanged, although it decreased by about 30% after a 7-hour electron tube evacuation process. It was found that the relative sensitivity characteristics of this photodiode are sufficient for practical use in quantitatively controlling the amount of non-metal such as antimony deposited in the process of forming the photocathode.

次に、上述の如き排気工程の後に光電面を形成
する一例を第5図によつて説明する。すなわち、
先ず第1ステツプでセシウムのようなアルカリ金
属を点線曲線Cのように光電面から生ずる光電電
流が最大値になるまで蒸発させる。
Next, an example of forming a photocathode after the above-described evacuation step will be described with reference to FIG. That is,
First, in the first step, an alkali metal such as cesium is evaporated until the photoelectric current generated from the photocathode reaches its maximum value as indicated by the dotted curve C.

次に、第2ステツプでアンチモンのような非金
属を蒸発させて実線曲線Dで示すように、半導体
光センサの出力電流が初期値d1に対してある所定
レベルd2となるように蒸発させる。このレベルd2
はCsI蛍光体を用いたX線螢光増倍管の場合、初
期値d1の約70〜90%の範囲内に最適値がある。
Next, in the second step, a non-metal such as antimony is evaporated so that the output current of the semiconductor optical sensor becomes a certain predetermined level d2 with respect to the initial value d1 , as shown by the solid curve D. . this level d 2
In the case of an X-ray fluorescence multiplier tube using a CsI phosphor, the optimum value is within a range of approximately 70 to 90% of the initial value d1 .

次に、第3ステツプとして再びアルカリを導入
する。この段階では、先に付着したアンチモンと
アルカリとの化合物が形成されるため、光電面か
らの光電電流cは急激に増加する。この電流値が
再び極大値を示したらアルカリ導入を止める。こ
の時、半導体光センサの出力電流は化合物形成に
よつて、更にレベルd3へ低下する。
Next, as a third step, alkali is introduced again. At this stage, a compound of the previously deposited antimony and alkali is formed, so that the photoelectric current c from the photocathode rapidly increases. When this current value reaches its maximum value again, the alkali introduction is stopped. At this time, the output current of the semiconductor optical sensor further decreases to level d3 due to compound formation.

なお、この第1ステツプから第3ステツプまで
のX線螢光増倍管の周囲温度は、80〜120℃の範
囲内に保持する。その後、第4ステツプとして室
温までの徐冷を行なうが、この段階で光電面から
の光電電流cはさらに増加して、最終的に安定な
値を示す。
Note that the ambient temperature of the X-ray fluorescence multiplier tube from the first step to the third step is maintained within the range of 80 to 120°C. Thereafter, as a fourth step, slow cooling to room temperature is performed, and at this stage the photoelectric current c from the photocathode further increases and finally reaches a stable value.

このように交互にアルカリ金属とアンチモンと
を蒸発させて化合物をつくる光電面の形成にあた
つて、良好で安定な光電変換感度をもたせるため
には、特にアンチモンの蒸着量の定量的制御が重
要であり、このためこの考案では半導体光センサ
による相対的出力電流を検知することによつて再
現性を高めている。特に光電面を取巻く真空外囲
器部分即ちX線入射窓及び光電面の周囲の外囲器
壁が金属で構成されるものにあつて、この外囲器
の内部に半導体光センサを配設してあるため、こ
の制御が確実、容易である。
When forming a photocathode in which a compound is created by alternately evaporating alkali metals and antimony, it is especially important to quantitatively control the amount of antimony deposited in order to have good and stable photoelectric conversion sensitivity. Therefore, in this invention, reproducibility is improved by detecting the relative output current by a semiconductor optical sensor. In particular, when the vacuum envelope surrounding the photocathode, that is, the X-ray entrance window and the envelope wall around the photocathode are made of metal, a semiconductor optical sensor is disposed inside the envelope. This control is reliable and easy.

第6図に示す実施例は、光電面5、蛍光面4、
および基板3を支える半断面L字状の光電陰極支
持体37の一部に透孔23を穿設し、その裏側に
半導体光センサ13を固定したものである。光セ
ンサ13はその光入力窓33を透孔23に合致さ
せて取付けてあり、その一対のリード線の一方2
4aを光電面5の電極を兼ねる支持体37および
外部引出端子27に電気的に接続して共通に使用
するようになつている。光センサ13の他方の端
子24bは溶断し易いヒユーズ38を介して金属
製胴部1bと一体結合された第1集束電極39に
電気的に接続されている。さらに、その下方に
は、第2の第2集束電極40が設けられている。
The embodiment shown in FIG. 6 includes a photocathode 5, a fluorescent screen 4,
A through hole 23 is formed in a part of a photocathode support 37 having an L-shaped half section that supports the substrate 3, and a semiconductor optical sensor 13 is fixed to the back side of the hole 23. The optical sensor 13 is installed with its optical input window 33 aligned with the through hole 23, and one of its pair of lead wires 2
4a is electrically connected to a support 37 which also serves as an electrode of the photocathode 5 and an external lead terminal 27 for common use. The other terminal 24b of the optical sensor 13 is electrically connected to a first focusing electrode 39 integrally connected to the metal body 1b via a fuse 38 that is easily blown. Furthermore, a second second focusing electrode 40 is provided below.

このようにして、この実施例では、第1図およ
び第2図に示した実施例と異なつて光センサ13
の独自の出力端子(前図の符号14)は省略し
て、光センサ13を取付けた内部電極に接続して
それらの外部端子を共通に使用している。これに
よつて金属製胴部1bに設ける気密電極端子を余
分に要せず、好都合である。
Thus, in this embodiment, unlike the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the optical sensor 13
The unique output terminal (numeral 14 in the previous figure) is omitted, and these external terminals are commonly used by connecting to the internal electrode to which the optical sensor 13 is attached. This eliminates the need for an extra airtight electrode terminal provided on the metal body 1b, which is convenient.

この構造の電子管においては、光センサ13の
出力電流は光電陰極の外部端子27と接地される
第1集束電極39および胴部1bとの間に電流計
41を接続して検出される。また、光電面からの
光電電流は端子27と第2集束電極40との間に
接続した電流計42、直流電源43により検出さ
れる。そして、光センサ13の使用が不要となつ
た段階で、ヒユーズ38をこれに大電流を流して
溶断する。電源44、スイツチ45はそのための
ものである。これによつて最終的には管内の各電
極に所定の動作電位を与えることができる。
In the electron tube having this structure, the output current of the optical sensor 13 is detected by connecting an ammeter 41 between the external terminal 27 of the photocathode, the grounded first focusing electrode 39, and the body 1b. Further, the photoelectric current from the photocathode is detected by an ammeter 42 and a DC power source 43 connected between the terminal 27 and the second focusing electrode 40. Then, when the use of the optical sensor 13 is no longer necessary, the fuse 38 is blown by passing a large current through it. The power supply 44 and switch 45 are for this purpose. This ultimately makes it possible to apply a predetermined operating potential to each electrode within the tube.

この考案の光電面を有する電子管は、上記説明
及び図示のように構成されているので、次のよう
な優れた効果を有している。すなわち、従来半導
体光センサをこのように高温処理工程を経て製造
される電子管内に組み込むことは、半導体光セン
サの電気的特性の点から到底考えられなかつたこ
とであつたが、半金属の蒸着量の制御を高精度で
行なうことが可能となり、高性能化のため多極化
し、且つ金属容器を持つたX線像増倍管にも、感
度の高い光電面形成法が適用出来る長所は多大で
ある。
Since the electron tube having the photocathode of this invention is constructed as described above and shown in the drawings, it has the following excellent effects. In other words, conventionally, it was unthinkable to incorporate a semiconductor optical sensor into an electron tube manufactured through such a high-temperature treatment process from the viewpoint of the electrical characteristics of the semiconductor optical sensor. It has become possible to control the amount with high precision, and the high-sensitivity photocathode formation method can be applied to X-ray image intensifier tubes that have multiple poles and have a metal container for higher performance.There are many advantages. be.

なお、上記実施例では、半導体光センサ13と
してフオトダイオードを例にあげたが、これに限
定されず、フオトトランジスタやCdS光センサを
半導体光センサとして使用しても同様効果が得ら
れる。
In the above embodiment, a photodiode is used as an example of the semiconductor optical sensor 13, but the present invention is not limited to this, and similar effects can be obtained even if a phototransistor or a CdS optical sensor is used as the semiconductor optical sensor.

また、上記実施例では、電子管としてX線螢光
増倍管を例にあげたが、この考案はγ線検出用像
増倍管、その他の光電面をもつ電子管に広く適用
出来ることは言う迄もない。
Furthermore, in the above embodiment, an X-ray fluorescence multiplier tube was used as an example of the electron tube, but it goes without saying that this invention can be widely applied to image intensifier tubes for gamma ray detection and other electron tubes with photocathode. Nor.

以上説明したようにこの考案によれば、工業的
価値大なる光電面を有する電子管を提供すること
が出来る。
As explained above, according to this invention, it is possible to provide an electron tube having a photocathode of great industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の一実施例に係る光電面を有
する電子管(X線螢光増倍管)を示す概略断面
図、第2図は第1図の要部を拡大して示す縦断面
図、第3図は光センサの例を示す断面図、第4図
はその特性図、第5図は光電面形成工程の特性
図、第6図はこの考案の他の実施例を示す要部縦
断面図である。 ……外囲器、1a……入射窓、1b……胴
部、5……光電面、13……半導体光センサ、2
3……透孔、33……光入力窓。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an electron tube (X-ray fluorescence multiplier tube) having a photocathode according to an embodiment of the invention, and FIG. 2 is a vertical sectional view showing an enlarged main part of FIG. 1. , FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an optical sensor, FIG. 4 is a characteristic diagram thereof, FIG. 5 is a characteristic diagram of the photocathode forming process, and FIG. 6 is a longitudinal cross-section of main parts showing another embodiment of this invention. It is a front view. 1 ... Envelope, 1a... Entrance window, 1b... Body, 5... Photocathode, 13... Semiconductor optical sensor, 2
3...Through hole, 33...Light input window.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内側に光電面が配設される高エネルギー線入
射窓および前記光電面の周囲の真空外囲器部分
が金属で構成されてなる電子管において、上記
光電面の周囲近傍の真空外囲器内で且つ光電面
の構成材料が飛着し得る位置に、光入力窓をも
つ気密容器内に半導体素子が収納されてなる半
導体光センサを配設してなることを特徴とする
光電面を有する電子管。 (2) 光電面の周囲近傍に設けられた管内電極の一
部に透孔を設け、半導体光センサを該電極の裏
側で且つ前記透孔と半導体光センサの光入力窓
とを合致させて固定してなる実用新案登録請求
の範囲第1項記載の光電面を有する電子管。 (3) 半導体光センサを固定した電極の外部引出端
子に前記半導体光センサの出力リード線を共通
に電気的に接続してなる実用新案登録請求の範
囲第1項記載の光電面を有する電子管。
[Claims for Utility Model Registration] (1) In an electron tube in which a high-energy ray entrance window in which a photocathode is disposed and a vacuum envelope portion around the photocathode are made of metal, the photocathode A semiconductor optical sensor consisting of a semiconductor element housed in an airtight container with an optical input window is disposed in a vacuum envelope near the periphery of the photocathode and at a position where the constituent materials of the photocathode can fly. An electron tube having a photocathode characterized by: (2) A through hole is provided in a part of the tube electrode provided near the periphery of the photocathode, and the semiconductor optical sensor is fixed on the back side of the electrode by aligning the through hole with the light input window of the semiconductor optical sensor. An electron tube having a photocathode as claimed in claim 1 of the utility model registration. (3) An electron tube having a photocathode as set forth in claim 1, which is a utility model registration, wherein output lead wires of the semiconductor optical sensor are commonly electrically connected to external lead terminals of electrodes to which the semiconductor optical sensor is fixed.
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