JPH03147240A

JPH03147240A - 光電子増倍管

Info

Publication number: JPH03147240A
Application number: JP27348490A
Authority: JP
Inventors: Jean-Pierre Boutot; ジャン‐ピエール　ブトー
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1991-06-24
Also published as: EP0423886A1; FR2653269B1; FR2653269A1

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、Ｎ個の平行チャネルを有し、且つ人力窓と、
Ｎ個の基本電子増倍管に仕切られる「有孔プレートコタ
イプの電子増倍管とを具え、該増倍管の第１段が入力電
極と第１放出電極とを具えている光電子増倍管に関する
ものである。

本発明は核物理学の分野、特に素粒子の検出及びその正
確な極限化に極めて有利に通用することができる。

［従来の技術〕冒頭にて述べたよ・うな光電子増倍管は欧州特許明細書
第０１３１３３９号に開示されており、これでは第１　
（電子）放出電極を第１放出半部ダイノードとし、第１
段を越える高次の段を第１放出半部ダイノードに従って
孔をあけである導電プレートの形態の２つの半部ダイノ
ードで形成されるダイノードで構成し：第１半部ダイノ
ードを抽出半部ダイノードとするのに対し、二次電子を
放出する第２半部ダイノードを放出半部ダイノードとし
ている。１つのダイノードを形成する２つの半部ダイノ
ードはほぼ同じ電位とする必要があり、作動時における
抽出半部ダイノードの機能の１つは、その前の放出半部
ダイノードにおける孔の壁部にて発生した二次電子を放
出半部ダイノードに引きつけ、これらの二次電子を放出
半部ダイノードの孔を経て通過させることにあり、上記
先行している放出半部ダイノードの電位はそれに後続す
る放出半部ダイノードの電位よりも低くする。一般に、
抽出半部ダイノード及びそれに関連する先行の放出半部
ダイノードは互いに近い距離に位置させ、しかも同じ構
造、即ちそれらの答礼が互いに対応するようにする。電
子増倍管の第１段の特定なケースで、しかも半部ダイノ
ードを別なものとする例では、抽出半部ダイノードを有
孔プレートとし７ないで、単一又は二重の格子からなる
入力電極とし、これを入力窓に設けた光電陰極によって
放出される光電子に対し高い透過性のものとする。この
入力電極は二次電子増倍のために光電子を第１放出半部
ダイノードに引きつける。

さらに、各抽出半部ダイノード並びに入力電極は同じ対
を成す放出半部ダイノードを電気的に遮蔽する作用もす
るため、上記２つの半部ダイノード間の空所における電
界は、上記放出半部ダイノードに関連する次の抽出半部
ダイノードによって発生される電界は別として弱くなる
。斯様に遮蔽作用がないと、放出半部ダイノードによっ
て発生された二次電子は、その放出後直ぐかなり大きな
電界を受けることになるため、これらの二次電子はそれ
らが発生した個所に直ぐ後退してしよう。

従来の光電子増倍管は素粒子を正確に検出するための核
物理学に用いられる。この目的のため、及びその観察の
ための空間分解能を高めるために、光電子増倍管を単一
の管の容器内にＮ個（Ｎ−４９、１６，−−−）の基本
の光電子増倍管が得られるように仕切っている。このた
めに、電子増倍管そのものを電子−気密隔壁によってＮ
個の基本の増倍管に分割し、これらの増倍管を各基本増
倍管の出力部に接近し、しかも対向して位置するＮ個の
隣接する陽極の個所にて終端させている。

光電子増倍管の入力窓に配置した光電陰極をＮ個の多重
チャネルに対応するＮ個の基本光電陰極に規定し、且つ
これらの基本光電陰極間におけるクロストークをいずれ
もなくすために、孔をあけであるプレートを有する電子
増倍管を光電陰極の直ぐ隣りに配置する。このようにす
れば、成る基本光電陰極に達する光子は光電子を発生し
、これらは対応する基本の増倍管によって全て捕獲され
る。

（発明が解決しようとする課題〕しかしながら、従来の仕切った光電子増倍管では上述し
たような策を講じてもチャネル間に成る程度のクロスト
ークがあることを実験により確かめた。この妨害現象を
放出半部ダイノードによって発生される二次電子の初期
速度に関する統計的分布について説明する。大多数の二
次電子の初期速度はかなり低く、これらの二次電子はそ
れらが発生した壁部に関連する孔の出力孔を経て抽出電
界の影響下で放出半部ダイノードを通過することはでき
ない。従って、これらの二次電子はクロストークを起生
巳ない。しかし、所定数の二次電子の初期速度は入射電
子の速度に等しくなる程に高くて、これらの二次電子が
後方に散乱し、これらの弾性電子が複数の孔に対応する
距離にわたって移動することが観察された、光電子増倍
管の高次の段ではこれらの電子は狭い隔壁によって止め
られるが、隔壁のない第１段では第１放出ダイノードに
より発生される弾性的な後方散乱電子は一方のチャネル
から他方のチャネルへと容易に通過し得るためクロスト
ークが発生する。

本発明の目的は第１段にクロストークを起生せず、しか
も従来既知の光電子増倍管に必要とさる近接フォーカシ
ングが保有されるように適切に構成した冒頭にて述べた
種類の光電子増倍管を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はＮ個の平行チャネルを有し、且つ人力窓と、Ｎ
個の基本電子増倍管に仕切られる「有孔プレートコタイ
プの電子増倍管とを具え、該増倍管の第１段が入力電極
と第１放出電極とを具えている光電子増倍管において、
前記第１放出電極の孔の壁部を光電子放出材料で覆った
ことを特徴とする。

従って、本発明によれば入射光子の光電子への変換を旧
来通りに光電子増倍管の入力窓に配置した光電陰極にて
行なうのではなく、第１放出電極そのものの孔にて行な
うのであって、この場合に第１放出電極は入射電子を増
倍する代わりに、光電子を発生する作用をし、これらの
光電子の特徴は、これらが全て低い初期速度を有し、こ
れらの光電子が、これらが発生した孔以外の孔を経て第
１放出電極を横切れないようにすることにある。

本発明の目的に従って得られる特性上の技術効果は、従
来の光電子増倍管にて観察される「弾性はね返り」現象
がなくなり、従って電子増倍管の第１段にクロストーク
が発生しなくなると云うことにある。

本発明による光電子増倍管では、従来の管とは異なり、
第１放出電極に関連する入力電極は最早光電子抽出には
用いられなくなる。その理由は光電子は入力電極が位置
する上流でなく、下流にて発生されるからである。又、
入力電極は第１放出電極（これは発明によれば光電陰極
となる）を遮蔽する機能を保有する。

最大感度を得るためには入力電極の光学的透過性をでき
るだけ最大とする必要がある。このために、入力電極は
従来用いられているような導電性の格子とすることがで
きるが、この場合入射光電子に対する透過度は必ずしも
全ての場合に十分とは云えない。そこで、光電子増倍管
の入力段の光学的透過性を改善するために、本発明の好
適例では１．入力電極を、第１放出電極の孔に対向して
配置され、且つ前記孔の壁部に入射する光を反射するワ
イヤから成る導電性の格子とする。このようにすれば、
格子のワイヤで後方に反射されることにより失われるこ
とになる光がミラー効果により第１放出電極の光子放出
孔の方へと再生される。

満足のゆく光学的透過度を得る他の方法として、本発明
の好適例では入力電極を導電材料製の薄膜状のものとし
、これを入力窓に設けるようにする。

このようにすれば製造が容易となり、しかも低コストと
なる利点がある。

本発明による光電子増倍管の光電陰極の変換効率は、第
１放出電極の孔の壁部に反射材料層を被着し、この反射
層の上に上記光電子放出材料を設けることによりさらに
向上させることができる。

このようにすれば、光電子放出材料層を経る入射光の軌
道が反射層により延長されるため、光電子への光子の変
換確率が高くなる。

〔実施例〕

以下図面を参照して実施例につき説明するに、第１図は
本発明による光電子増倍管の断面図であり、この光電子
増倍管はＮ個、例えば６４個のような多数の平行チャネ
ルを有している。この増倍管はガラス又は石英製の入力
窓１０と、Ｎ個の基本の増倍管２０ａに仕切られる「有
孔プレート」タイプの電子増倍管２０とを具えている。

電子増倍管２ｏの第１段は入力電極３０と、第１電子放
出電極４０とを具えている。さらに、高次の段は有孔プ
レート状の２つの半部ダイノードから成る一連のダイノ
ードを具えており、Ｄ／２又は□＋３の如き一方の半部
ダイノードは（電子）抽出半部ダイノードであり、また
Ｄ２又はり、の如き他方の半部ダイノードは（電子）放
出半部ダイノードで、二次電子放出作用をし、このダイ
ノードの孔の壁部に入射する電子を増倍する作用をする
。１個のダイノードを構成する２半部ダイノードの電位
は同じ電位とし、各ダイノードの電位はその前段の先行
ダイノードの電位よりも高くする。このために、放出半
部ダイノード４０．Ｄｚ、Ｄｉ−−−−を例えば小さな
樹脂球の如き絶縁スペーサ６０により後続の抽出半部ダ
イノードから分離させる。第１図に示すように、Ｎ個の
基本の電子増倍管２０ａはＮ個の隣接する陽極６０ａに
て終端させ、しかもマスキング及びホトエンチングによ
り形成される電子気密隔壁２１ａによって互いに分離さ
せる。

第１図に示すように、第１放出電極４０の孔４２の壁部
４１は光電子放出材料４３で覆う。この電子放出材料は
、例えばアンチモンと、カリウム、ナトリウム及びセシ
ウムを含む１種以上のアルカリ金属とから成るアルカリ
アンチモン化物とすることができる。第１放出電極４０
は入射光子７０を光電子７１に変換する光電陰極として
作用し、この光電子の初期速度は一方の孔から他方の孔
に通過するには十分でないため、斯かる光電子がチャネ
ル間にクロストークを起生することはできない。第１図
に示した実施例では、入力電極３０を導電材料製の薄膜
状のものとし、これを窓１０に設ける。上記入力電極は
入射光子に対する光学的な透過性を満足なものとし、し
かもこの入力電極の電位を第１放出電極４０の電位に等
しいか、又はそれよりも僅かに低い電位とするため、こ
の入力電極のおかげで上記第１放出電極は遮蔽され、光
電子７１は孔４２の壁部４１に戻らなくなる。

第２図は本発明の他の実施例を示し、この例では第１放
出電極４０の孔４２の壁部４１に反射材料層４４を設け
、この層の上に前記光電子放出材料４３を設ける。反射
層４４は例えばアルミニウムで構成することができる。

本発明によるこのような構成によれば、光電子放出材料
４３の内部に入射する光子７０の軌道が増大することに
より入射光子の光電子７１への変換効率が向上するため
に有利である。

第２図に示すように、入力電極３０を第１放出電極４０
の孔４２に対向した反射したワイヤ３１から成る導電性
の格子とする場合には、これらのワイヤは、これらが入
射光子７０を前記孔の壁部４１に反射するように形成す
る。このようにすることにより格子３０の光学的な透過
性及び本発明による光電子増倍管の効率が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光電子増倍管の一例を示す断面図
；第２図は第１図の光電子増倍管の入力段の部分の変形例
を示す断面図である。１０・・・入力窓２０・・・電子増倍管２０ａ・・・基本の電子増倍管２１ａ・・・隔壁３０・・・入力電極３１・・・格子４０・・・第１放出電極４１・・・壁部４２・・・孔４３・・・光電子放出材料６０・・・絶縁スペーサ６０ａ・・・陽極７０・・・入射光子７１・・・光電子

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｎ個の平行チャネルを有し、且つ入力窓（１０）と
、Ｎ個の基本電子増倍管（２０ａ）に仕切られる「有孔
プレート」タイプの電子増倍管（２０）とを具え、該増
倍管の第１段が入力電極（３０）と第１放出電極（４０
）とを具えている光電子増倍管において、前記第１放出
電極（４０）の孔（４２）の壁部（４１）を光電子放出
材料（４３）で覆ったことを特徴とする光電子増倍管。２、前記第１放出電極（４０）の孔（４２）の壁部（４
１）に反射材料層（４４）を設け、この反射層の上に前
記光電子放出材料を設けたことを特徴とする請求項１に
記載の光電子増倍管。３、前記入力電極（３０）を導電材料製の薄膜とし、こ
の薄膜を前記入力窓（１０）に設けたことを特徴とする
請求項１又は２に記載の光電子増倍管。４、前記入力電極（３０）を、前記第１放出電極（４０
）の孔（４２）に対向して配置され、且つ前記孔の壁部
（４１）に入射する光（７０）を反射するワイヤ（３１
）から成る導電性の格子としたことを特徴とする請求項
１又は２に記載の光電子増倍管。