JPH03155036A - 光電子増倍管 - 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」 本発明はいわゆるベネシャンブラインド形ダイノードを
有する光電子増倍管に関するものである。

「従来の技術」 ベネシャンブラインド形ダイノードを用いた光電子増倍
管は、第５図に示すように、ガラス管（１）の光入射面
（２）を平坦に形成し、その内側面にホトカソード（３
）を設け、ガラス管（１）の内部網状電極（４□）・・
・（４ｎ）とダイノード（５，）・・・（５ｎ）が交互
に複数段設けられ、さらに最終段のダイノード（５ｎ）
に臨ませてアノード（６）・・・が設けられ、このアノ
ード（６）は外部への導出端子（図示せず）に結合され
ている。

前記ダイノード（５□）・・・（５ｎ）は、細巾板状を
なし、その長辺が図に対し垂直方向に伸び、短辺が図示
部分であるような電極エレメント（７）からなり、また
奇数段が増倍管主軸に対して同じ方向に４５度傾斜し、
偶数段が奇数段とは逆方向に４５度傾斜している。

このような光電子増倍管において、ホトカソード（３）
に例えばＯｖの電位が印加され、第１段目の網状電極（
４１）とダイノード（５１）には約３００Ｖの電位が印
加される。第２段目以降の網状電極（４□）・・・（４
ｎ）とダイノード（５□）・・・（５ｎ）には厘次１０
０Ｖずつ高い電位が印加され、アノード（６）には最も
高い例えば１３００Ｖの電位が印加される。ここで、ホ
トカソード（３）のある位置（３ｆ）に光が入射すると
、光電子を放出し、これが第１ダイノード（５□）以下
の各ダイノード（５２）・・・で２次電子が増倍される
。そして理想的には、光入射部分（３ｆ）に入射した光
は増倍された後、対応するアノード（６ｆ）から出力が
とり出されることが望ましい− 「発明が解決しようとする課題」 しかるに、従来の光電子増倍管では、−点から放出され
た電子は光電子エネルギーおよびコサイン分布放出角に
より広がるため、対応するアノードに到達するとは限ら
ず、第５図のように隣接する多数のアノードに到達して
しまうという問題点があった。

例えば、第５図において、光入射（２）面とホトカソー
ド（３）面を、図中左から右へ充分小さなスポット光（
１０）で走査し、中央の特定のアノード（６ｆ）だけで
出力をとり出したものとする。第５図に示した従来の光
電子増倍管では第６図の点線特性ＣＢ）のようなりロス
トークが生じる。この第６図において横軸はホトカソー
ド面上の走査線位置を示し、縦軸は出力相対値を示して
いる。この図からも明らかなように、裾部分の点線部分
（Ｂ４）（Ｂ２）がクロストークを示し、光電子の広が
りにより広い範囲でクロストークが生じている。

また、第５図”において、ダイノードエレメント（７）
の上半部（７ａ）では、２次電子はその段の網状電極（
４１）を飛び越して再び同一ダイノード（５□）へ戻っ
たりして次段のダイノード（５□）へ送られず出力信号
にゆらぎが発生する。これに対し、下半部（７ｂ）は２
次電子がスムーズに次段のダイノード（５□）へ送られ
る。このように、上半部（７ａ）と下半部（７ｂ）にお
いて約３ｎｓｅｃ電子走行時間差が発生し、時間分解能
を悪くしているという問題があった。

本発明はベネシャンブラインド形ダイノードとそれに対
応して複数のアノードを有する光電子増倍管において、
ホトカソードへの光の入射位置と特定のアノードとを対
応させて出力をとり出せるようにしたものを得ることを
目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明はホトカソードと、多段のベネシャンブラインド
形ダイノードと、このダイノードの最終段に配置した複
数のアノードとを具備してなる光電子増倍管において、
前記ホトカソードと前記ダイノードとの間に、レンズ作
用により光電子を収束するための収束電極を所定のパタ
ーンをもって配置してなるものである。

「作用」 ある位置に入射した光がホトカソードで光電子を放出す
る。この光電子は所定のパターンの収束電極によって第
１段目のダイノードの所定のエレメントの一点に収束さ
せる。そのため光電子は広がることなく順１次増倍され
て目的のアノードからほとんどの出力がとり出される。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図において、ガラス管（１）、光入射面（２）、ホ
トカソード（３）、網状電極（４□）〜（４ｎ）、ベネ
シャンブラインド形ダイノード（５□）〜（５ｎ）およ
びアノード（６）については、第５図に示した従来構造
と変るところはない。

本発明では、ホトカソード（３）と第１段目の網状電極
（４１）との間に収束電極（８）が配置されたことを特
徴とするものである。この収束電極（８）はエツチング
等で加工され、また、第１段目のダイノード（５１）と
同一ピッチ（例えば２．０＋ｗ＋ａ）で、かつダイノー
ドエレメント（７）の上端部（７ｃ）よりもダイノード
エレメント（７）の巾の約十〜十程度の距離ｄだけ内側
に配置する。これはダイノードエレメント（７）は上半
部（７ａ）より下半部（７ｂ）の方が光電子増倍効率が
すぐれているので、この下半部（７ｂ）を充分に活用す
るためである。

このような構成において、ホトカソード（３）にＯｖ、
収束電極（８）にＯＶ　〜１００Ｖ、第１段目の網状電
極（４□）とダイノード（５，）ニ３００　Ｖ、第２段
目以下に順次１００Ｖずつ高くなる電位を印加し、さら
に最終段の網状電極（４ｎ）とダイノード（５ｎ）に１
２００Ｖ、アノード（６）に１３００Ｖを印加する。

ここで、光入射面（２）に光が入射するとホトカソード
（３）から光電子が放出され、第１段目の網状電極（４
１）とダイノード（５□）へ入射する。このとき、中間
に収束電極（８）があり、この収束電極（８）には第１
段目の電位（３００Ｖ）より低い電位が印加されている
ため、第１図の点線のような電子レンズ作用が発生し、
光電子は、第１段目のダイノード（５□）の下半部（７
ｂ）付近の一点に収束される。

収束された光電子は多段のダイノード（５２）・・・（
５ｎ）で順次増幅され、目的のアノード（６ｆ）から出
力し、はとんど他のアノードへ広がることがな髪Ｎ。

第２図は本発明の第２実施例を示すもので、この例では
、第１段目のダイノード（５□）の上半部（７ａ）を除
去し、第２段目に近い下半部（７ｂ）だけにして上半部
（７ａ）による増倍率のゆらぎを減少せしめたものであ
る。

第３図は本発明の第３実施例を示すもので、この例では
、第１段目と第２段目の間の収束電極（８）の他に、第
２段目と第３段目の間にも収束電極（８ａ）を配置した
例を示す、この場合の収束電極（８ａ）には、第１段目
より高電位で第２段目より低電位、例えば３５０ｖを印
加することにより電子的なレンズが形成され、より一層
収束効果が上る。

同様に、第３段目以降にも配置できる。

第４図は本発明の第４実施例を示すもので、この例では
、ホトカソード（３）と収束電極（８）との間に加速電
極（９）を配置したものである。そして、この加速電極
（９）に収束電極（８）より充分高電位、例えば３００
ｖを印加することによってホトカソード（３）の付近に
滞っている光電子を急速に加速吸引する。このようにす
ればより収束効果が向上する。

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、ホトカソードから
放出されたある範囲内の光電子は電子レンズ作用により
ダイノード上に収束され、目的のアノードから出力がと
り出せる。ちなみに、第６図の実線の特性図（Ａ）は本
発明によるもので、斜線で示したクロストークの部分（
Ａｌ）（Ａ、）が従来の（Ｂ、）（ＢＺ）に比し極めて
少なくなっている。また、光電子ははシー点に集められ
るため、ダイノードの上半部と下半部における電子走行
時間差もほとんどなく１時間分解能が向上する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による光電子増倍管の実施例を示すもので、
第１図は第１実施例の要部の断面図、第２図は第２実施
例の要部の断面図、第３図は第３実施例の要部の断面図
、第４図は第４実施例の要部の断面図、第５図は従来例
の要部の断面図、第６図は本発明と従来例のクロストー
クの特性図である。 （１）・・・ガラス管、（２）・・・光入射面、（３）
・・・ホトカソード、（３ｆ）・・・光入射部分、（４
１）〜（４ｎ）・・・網状電極、（５１）〜（５ｎ）・
・・ベネシャンブラインド形ダイノード、（６）　（６
ｆ）・・・アノード、（７）・・・電極エレメント、（
７ａ）・・・ダイノードエレメントの上半部、（７ｂ）
・・・下半部、（８）・・・収束電極、（９）・・・加
速電極、（１０）・・・光。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホトカソードと、多段のベネシャンブラインド形
   ダイノードと、このダイノードの最終段に配置した複数
   のアノードとを具備してなる光電子増倍管において、前
   記ホトカソードと前記ダイノードとの間に、レンズ作用
   により光電子を収束するための収束電極を所定のパター
   ンをもって配置してなることを特徴とする光電子増倍管
   。
2. （２）収束電極による光電子の収束個所をダイノードの
   下半部となるように収束電極を配置した請求項（１）記
   載の光電子増倍管。
3. （３）収束電極はホトカソードと第１段目のダイノード
   の間の他に第ｍ段目と第ｍ＋１段目（ｍ＝１、２・・・
   ）の間にも配置した請求項（１）または（２）記載の光
   電子増倍管。
4. （４）ホトカソードと収束電極との間に、収束電極より
   高電位の加速電極を配置した請求項（１）、（２）また
   は（３）記載の光電子増倍管。