JPH05144410A

JPH05144410A - セラミツク製電子増倍構造体、光電子増倍管、およびその製法

Info

Publication number: JPH05144410A
Application number: JP4128877A
Authority: JP
Inventors: Georges Comby; コンビージヨルジユ
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1991-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1993-06-11
Also published as: FR2676862A1; DE69209560D1; US5367218A; FR2676862B1; EP0515261B1; DE69209560T2; EP0515261A1

Abstract

(57)【要約】【目的】セラミック製電子増倍構造体を提供すること
を目的とする。【構成】本発明に係わる増倍管はコンパクトな形状を
有し、ランダム方向に配列されたチャンネルの出力電極
を有することが可能である。増倍構造体９４はセラミッ
ク体であり、このセラミック体は、構造体のなかに空洞
が含まれるようにあらかじめ準備されたセラミック薄板
を積み重ね、この積み重ねを焼結することによって得ら
れる。各空洞２１は金属付着膜によって被覆され、この
金属被覆膜は導電体２４を介して側方接続子２３に接続
される。この導電体２４はこの導電体に対応したセラミ
ック薄板にあらかじめ印刷されている。これら複数のチ
ャンネルは増倍構造体の数個の異なる表面４１、４６、
４７にそれらの出力電極を持つために特殊な幾何形状を
有することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の独立した電子増
倍チャンネルを有する電子増倍管、ことに光電増倍管の
電子増倍構造体に関する。本発明は、また、各種の電子
源が上流側に配置され下流側に能動受動の電子増倍受容
素子が配置された電子増倍管から得られる装置に関す
る。本発明は、また、その増倍構造体の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】非常に感度の高い検出器に関する市場の
出現にもかかわらず、単一の底エネルギー電子（ｑｑ電
子ボルト）の検出には、検出されるべき適正な電荷を得
るために一個の電子増倍を要請している。電子増倍管
は、光電増倍管からなる公知の構成要素に関し、本質的
な役割を果たしている。しかしその使用はこの応用（出
願）に限られないだろう。（電子増倍管の使用は光電増
倍管への応用に限られるものではないが、電子増倍管は
公知の光電増倍管を構成するのに本質的役割を果たして
いる。）しかしながら、この応用（出願）を通して、
我々は、この発明（による提案）を正当に理由づけるた
めとそれによって生じる有利さとを証明するために現存
の多重チャンネル光電増倍管の不適当な点、不便な点を
強調するつもりである。

【０００３】光電増倍管へのこの特殊な応用（出願）
は、信号を抽出して段に極性を与えるために一次電子源
光電陰極（ホトカソード）と電極を担うベースとに関係
する。（それによって光電増倍管が創成される。）現
在、製造業者が何の分野に関係していようと、これらの
光電増倍管としての光検出器の製造は、たいていは、包
囲壁全体を形成する基部と同様に、ホトカソード支持体
としてのシールドを担当するガラスメーカーのランプ技
術に基づくものである。従って、非常に均質な光感受性
源（ｑｑｍ²）を形成するためには、その幾何形状と
その管の接続によっては有効なグループは作れない。こ
れは工業界における現存の全技術分野においてかつ物質
化学の分野においてそれらの使用に関して厳しい制限を
与えている。

【０００４】単チャンネル、多重チャンネル形式を問わ
ず、電子増倍の動作原理について簡単に説明する。

【０００５】図１は、主構成要素を示しており、これら
の構成要素によってこの手順の説明が可能となる。符号
１は他の構成要素を内包する真空構成壁を示す。増倍電
極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は集電と電子を再放出するた
めの適当な空間的かつ形状的配置を有する。それらは互
いに電子的に絶縁され、絶縁通路（passage）手段によ
って真空包囲壁に固定されたピンに接続されている。出
力電極としてのアノード５も同様の技術で製作される。
各電極は、二次放出を許可するある層で被覆される。電
極３は増倍のトリガーに必要な一次電子を供給し、ここ
では、カソードとして機能する。電子の分布は、各電極
間に電場を印加するために設定される。アノード５はア
ースされるか測定装置にグラウンド（接地）されてい
る。電極３から放出された電子は電極３と電極Ｅ１との
間に行き渡る電場で加速され、電極Ｅ１に衝撃を与え
る。この過程が継続し、アノード５はＮの４乗個の電子
の流速を捕捉する。

【０００６】ある権威によって提案されたように、例え
ば、図２に示すように、その中に垂直に指向された一連
のチャンネル８６を形成することがこのようにして可能
である。それらは前章で述べた性質を有する一連の空洞
８８からなる。これらのチャンネルは空洞８８が形成さ
れた金属板８０、８２、８４の積み重ねから生じる。こ
れらの空洞包含金属板、いわゆる、穴空き板は板又は絶
縁小片によって絶縁されている。それゆえに、図３に示
すように、穴空き増倍管を形成することが可能である。

【０００７】それはＪ．Ｐ．ＢＯＵＴＯＴ、Ｐ．ＬＡＶ
ＯＵＴＥ、Ｇ．ＥＳＣＨＡＲＤの論文「多重電極、検出
のための光電増倍管、低光量レベルの位置測定（ＩＥＥ
Ｅ；フランス、Ｎｕｃ１．Ｓｃｉ．ｎｏ．３４，１９８
７，ｐ４４９）」に述べられている。それは、入射窓２
を含み、一般にガラスにより形成され、入射窓２はその
入射窓２の内面に付着されたホトカソード４に光子が達
するのを可能にする。所定数の格子ピクセル、この場合
には、６４個の格子ピクセルを定義するために、ホトカ
ソード４の下部に設置された１個又は２個のグリッド６
がホトカソード４に増倍機構を連結する電気力線の静電
分布を課する。

【０００８】グリッド６の下部には、増倍機能を果たす
条件を満足する異なる穴空き板８の積み重ね体が配置さ
れている。穴空き板８の積み重ね体はピン１４によって
外部に接続された６４個の出力電極に分割された出力電
極１０によって終結される。これらの電極１０は、出力
板１２に配置されている。その出力板１２はガラスから
形成され、電極１０は入射光束に比例する振幅を有する
電気信号を集電し、各ピクセルのそれぞれはその入射光
束に露光される。

【０００９】増倍板８０の集合体は入力板４と出力板１
２と１６によって定義される真空包囲壁内の真空に置か
れる。

【００１０】前述の出版物から抽出した図３には、異な
る増倍段に極性を与えるためのピンは図示されていな
い。

【００１１】図４は底面図であり、図５は側面図であ
る。図１の全ての点に関して、そのガラス包囲壁に穴空
き板増倍管を組み込んだ多重チャンネル光電子増倍管の
工業化形式を示している。

【００１２】壁１６によって定義される包囲壁の形状は
活性領域（すなわち、６４ピクセル）と比較して煩雑で
ある。これは、壁１６に形成する排気管１７の存在によ
って増加される。そのうえ、これらの増倍プレート８は
積み重ね体の周囲に配置された周辺ピン１８によって極
性を与えられ、出力プレート１２を突き出て設計されて
いる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この光検出器には以下
に説明する不利益がある。

【００１４】全面積に対する光感受性表面の比は約１３
パーセントであり、これは十分でない。

【００１５】その形状は排気管の存在によってより複雑
化し、その存在が数個の排気管を並置した場合にこの構
成要素の形状効率（幾何学的形状による効率）を１０パ
ーセント以上低減させる。

【００１６】その使用によって、異なる段に分配して極
性を与えるために特殊でかつ大きくて高価な基部のケー
ブルが必要となる（各段に極性を与えるためのケーブル
が接続されるケーブル接続用の基部が特殊な形状で大型
かつ高価になる）。

【００１７】出力信号用のピンと各段に極性を与えるた
めの高電圧ピンとはその管の同一面でめぐる。

【００１８】中央領域に局所的に配置された６４個のピ
ンから短接続で信号を抽出することは困難である。

【００１９】同一の管に対して６４倍の均質な増倍を得
ること、直列連結管内で、個々に一様性を得ること（動
作テストで示されたように）は困難である。

【００２０】ピクセルの個数を増加させる為に（例え
ば、２５６個、１０２４個の個数のものを作ろうとする
と）、その管の大きさを増大することは困難である。

【００２１】高くないコストで所望のホトカソード形式
を得ることは困難であり、時間がかかるという困難があ
る。

【００２２】工業的に所望の入射窓形式を得ることがで
きないという困難がある。

【００２３】最後の不利益として、ホトカソードの代わ
りに設置される初期粒子発生器と、出力電子流速を解析
するための特殊装置と、の間にユーザーが実験的、経験
的連鎖でのみ増倍管を挿入することはできない。

【００２４】これらのすべての不利益は、増倍領域の形
状、大きさ、位置に起因するのではない。ましてや、電
極の性質、放出付着膜に起因するものでもない。これら
の不利益は、増倍管の設計、つまり、増倍管の製作とそ
の作動とが（ここでは、ガラスで作られた）真空包囲壁
に置かれていることに起因する。光電子増倍管の製造の
ための特殊な応用の解析を続けると、そのガラス技術は
以下に説明する各段階を含むことが理解される。

【００２５】化学エッチングによる増倍構造を製作する
ための機械、ガラスとセラミックとのクロスピースによ
って電気的に絶縁された各段を積み重ねることによって
形成された増倍段の組立体を準備する。

【００２６】各段に極性を与えるためと信号を抽出する
ことと機械的に増倍管を固定することのために用いられ
るピンを保持したベースを準備する。

【００２７】将来のホトカソード支持体を形成するシー
ルド窓、基部に接続のガラス包囲壁の準備をする。

【００２８】ダイノードの活性化とホトカソードの製造
によって感光性を与えるために、組立体が炉内で排気さ
れる最終段階がある。

【００２９】この活性化段階は単純な作業で起こる。こ
の作業は、もしも欠陥があるならば、全構成要素の修復
防止拒絶に導く。これは平面段を有する小型の光電増倍
管に導く。

【００３０】これらの全ての不利益は、従来技術を解
析、証明するために用いられる応用に特殊なものではな
い。

【００３１】

【発明の目的】

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、それゆ
えに、これらの不利益を解消し、真空に関して、各段に
極性を与えるという機械的観点に関して、多重チャンネ
ルの入出力の空間的分配に関して、自律的な電子増倍管
を提供することである。

【００３３】このために、本発明は自己支持コンパクト
ブロックの形式で増倍管を製造する製造全体として全構
成要素を含む増倍管を製造する方法を提供する。

【００３４】２０年以上よりも前から多層セラミックは
十分な研究と徹底的な工業化とを受け、その結果、多層
セラミックは高度の物理的、化学的、機械的幾何動作特
性を有する安価な生産物となった。加えて、かなり多用
な生産物、構成要素が含まれている度合の精密さ、およ
び製造工程の情報化は、より複雑な構造的要求を満足さ
せるために、提案される可能性を広げている。

【００３５】ＮＴＫ（日本）、ＸＥＲＡＭ（フランス）
の実施例を利用することによって、焼結多層セラミック
基板は高密度で電子構成要素を装備するための集積回
路、印刷回路のハウジング用のボックス、又はケースと
して市販されている。これは焼結前に１０、２０、３０
のセラミック薄板の各表面で作られ得る多数の表面接続
に起因する。焼結作業の結果として得られる生産物は、
緻密な表面を有すると共に非常に密封性が良好で、長寿
命で、かつ、高信頼性を示す。外周に配置された電子構
成要素を接続する内部接続ネットワークを集中させる。

【００３６】本発明は、光電増倍管を含めて各種の応用
に便利なコンパクトな電子増倍管を製造するのに適した
多層セラミック技術を用いる。

【００３７】本発明の第一の目的は、多数の増倍チャン
ネルを有し、コンパクトで第二次電子放出を基にした電
子増倍構造体を提供することにある。この構造体の特徴
は、空洞に極性を与える手段の他に、堅く、絶縁され
た、コンパクトなセラミック体で構成されていることで
あり、このセラミック体のなかで、前記増倍チャンネル
は導電性付着膜で形成された導電性壁面を有する三次元
形状の空洞に配列分配され、該三次元形状空洞は増幅さ
れた電子流束の通過を可能にする接続導管によって適切
に作動され、相互連結されていることにある。

【００３８】この構造体を具現化する為に、本発明に関
わる増倍構造体は多数積み重ねた粗セラミック板または
粗セラミックシート（切片）を高温で焼結する。このセ
ラミック板またはセラミックシートのそれぞれは、連結
導管および空洞を形成する為にあらかじめ穴をあけら
れ、機械加工される。極性化（分極）手段は空洞の表面
の金属付着膜と、各空洞を側部電気接触子に連結する為
の各セラミック板上に形成された導電性軌道とによって
構成される。

【００３９】この構造体についてもっと詳しく説明する
と、次の点に特徴がある。すなわち、穴のあいた金属板
を積層させることによって形成されるものとは逆に、本
発明の空洞は構造体のなかであらゆるランダムな位置を
とることができるという点である。絶縁板を”焼結”す
る手順は空洞を真の三次元方向に配列できることを示し
ており、従って、カーブしたチャンネルを形成する為に
自由に空洞を連結することができる。この三次元方向の
配列と関連している空洞が電気的に独立していることに
よって、カーブしたチェンネルを形成することができ
（Ｆｉｇ．７）、この場合、電子流束は構造体の同一面
で到達したり離れたりする。

【００４０】チャンネルを、異なる位置に、かつ相補的
に設置することが可能である。すなわち、チャンネル
は、交わったり、お互いに関係したり、再分割された
り、再統合されることが可能である。

【００４１】チャンネルのある特別な構造体において
は、このようにして同一の増倍段を形成する為に、それ
らの空洞が同一の側部接触子に連結されながら、同一の
チャンネルで連続したいくつかの空洞が同一の電位に分
極され得る。もし空洞が単に金属で被覆されるならば、
電子を空間的かつエネルギー的分配に調節する為に、こ
の構造体はまた電気的なマルチレンズとしても使用でき
る。

【００４２】本発明の第二の主な目的は光電子増倍管を
提供することであり、該光電子増倍管は上述されたタイ
プの増倍構造体と、光パルスを受信し、それらのパルス
を前記チャンネルにおいて電気的パルスに変換する、各
チャンネルの第一端部に配置された光電陰極と、増幅さ
れたパルスをサンプリングする為の、各チャンネルの第
二端部に配設された少なくともひとつの出力電極と、適
切に形成された電子放出用導電性被覆膜で被覆されたセ
ラミック板で形成された基板と、を有する。

【００４３】本発明の第三の目的は以上のように定義さ
れたタイプの増倍構造体を製造する為の方法を提供する
ことにある。この製法は以下のステップからなる。すな
わち、空洞と空洞を通るチャンネルを形成する為の粗セ
ラミック板、もしくは粗セラミック切片に機械加工を施
すこと、空洞が形成される領域と、それら領域を互いに
連結し、かつそれら領域を側部の外部接触子に連結する
導電軌道とに導電性インクでインクをつけること、以上
のように用意されたセラミック板またはセラミックシー
ト（切片）を積層させること、必要な条件下で焼成する
こと、活性化した後、高い二次放出を創成する為に適当
な物質を空洞の導電領域に付着させること、品質のすぐ
れた抵抗接触を備えた金属を外側の接触子に付着させる
こと、最後に適切な物理化学的方法によって増倍構造体
を活性化させること、である。

【００４４】

【実施例】図６に示されたチャンネルには、実施例とし
て三つの空洞形が与えられいる。第１空洞３３は円柱状
である。第２空洞３４は中空同軸円柱の積層である。第
３空洞３５は不規則な形を有し、この形は適切に切断さ
れたシートを積層させることによるおおよその方法で得
られる。

【００４５】空洞形のこれら三つの例はセラミック板３
６に穴をあけ、次にこれらのセラミック板を挿入するこ
とによって得られる。従って、空洞形成に用いられる切
片（シート）のなかのいづれかに相互連結軌道を設置す
ることはかなり自由にできる。

【００４６】図７は本発明に関わる増倍構造体の、さら
に詳しくは、セラミック体２０のチャンネルのひとつの
可能な配列を示している。チャンネルが非直線であるこ
とがまず理解される。このことは、この場合、連続した
空洞に極性を与える為に必要な入口と出口とがセラミッ
ク体２０の同一の上層面に配設されている、という事実
によって得られる。従って、入力電極２２、出力電極２
５は前記の同一の面２６に配置される。チャンネルは連
結導管２７によって連結された一連の空洞２１によって
形成されている。

【００４７】各空洞２１には各空洞の内部表面をある一
定の電圧まで高める為の分極手段（極性化手段）２８、
２４、２３が装備されている。導電性付着金属２８で被
覆され、化学的に作動される導電壁面は増倍領域を構成
する。この付着金属２８それ自身はセラミック体２０の
表面のひとつに配置された外部電気接触子２３にコネク
タ２４によって連結されている。側面の各接触子２３は
空洞が増倍領域を形成することができるようにする為
に、それぞれの接触子に対応した空洞に対して必要な電
圧まで引き上げられる。

【００４８】図７はコネクタ２４がセラミック体２０に
埋め込まれていることを示している。このタイプの形状
はセラミックシートを使用してセラミック体２０を形成
することによって好ましくは獲得される。次にそれらシ
ートを積層させている間にコネクタ２４は前記シートの
ひとつの表面に当てられる。

【００４９】図８は二次電子の空間上の配電によって構
成される増倍空洞のもう一つ別の機能を示している。チ
ャンネルはふたつの導管３２によって空洞２１でふたつ
の部分に再分割され、分割されたそれぞれはもう一つ別
の空洞３１に至る。従って、チャンネルもふたつの部分
に分割され、チャンネルはふたつの出力電極２５で終結
する。図８の場合、これらふたつの出力電極２５はセラ
ミック体のふたつの異なった面に配置されている。

【００５０】逆の状況を想定することも可能である。す
なわち、共通の増倍チャンネルで電子流束を合計する為
にふたつのチャンネルを一つの空洞で合流させることで
ある。この場合、各チャンネルは単一の出力電極以外に
それぞれの入力電極を有する。

【００５１】図９はもうひとつ別の空洞形状を示してい
る。適切に穴を開けたシートを積層させることによっ
て、空洞３７１、３７２、３７３は導管３９と同様、円
柱状である。空洞を形成しているシートのひとつは空洞
を外部接触子２３を連結させる導電性軌道３８を各空洞
用に保持している。

【００５２】以上のような構成にすると、セラミック板
３６に形成される形を単純化することによってセラミッ
ク体の製造を単純化することが可能となる。空洞の導電
性付着膜をもう一つ別の空洞に連結し、かつ外部接触子
２３に連結する導電性軌道３８によって、同一の段３７
２にあるすべての空洞は同一の電位に引き上げられる。

【００５３】図６、７、８に示された四つの実施例にお
いて、ひとつのチャンネル上で連続した各空洞はある特
定の電圧状態にさせられ、その電圧はその増倍条件を満
足する為に連続して増加する。

【００５４】図１０は上述した三つの増倍体４０の断面
図である。この図は増倍体を互いに関連させて、それら
の機械的、電気的自律性を利用するという可能性を示し
ている。

【００５５】図１１に示すように、非常に複雑でコンパ
クトなセラミック増倍構造体を製造することが可能であ
ることがわかる。従って、このような構造体はその上層
面２６に各チャンネル４３の入口を有することが可能で
あり、特に異なった面４４、４５上に前記チャンネルの
出口４６を有することが可能である。増幅信号の採鉱に
使用される素子、装備品の方向に各チャンネルの出口を
方向づける為に、チャンネルの軌道を空間上、変更でき
ることはきわめて有利なことである。従って、その増倍
体の形はその使用目的により改造可能である。

【００５６】図１２はそのようなコンパクトなセラミッ
ク構造体の断面図である。すべてのチャンネル４３が上
層面２６上に入口もしくは出口を持っていることが理解
される。ただし、これらのチャンネルの出口と入口は三
つのの異なった面４５、４６、４７に配置されている。

【００５７】側部の接触子２３は同一の側面４８または
４９に集まっている。従ってチャンネルの空洞２１は同
一チャンネルの他の空洞と比べて、また他のチャンネル
の同一のランクの空洞と比べて異なった電圧まで引き上
げられる。

【００５８】図１３は数枚の粗セラミック板５１〜５６
を示している。これらのセラミック板は焼成の前に互い
に積層される。図１４は焼成した後のセラミック板を示
している。本発明に関わるセラミック増倍構造体の製造
において、増倍構造体の積層を形成する為に、穴あけや
ドリルなどの機械加工によってあらかじめ用意、製造さ
れたセラミック板が利用される。

【００５９】図１３には隣接したチャンネルの二つの部
分の一例が与えられている。このふたつの第１板（また
は第１シート）５１、５２は互いにくっついている。こ
れらにはまた穴が開けられ、各穴は導電性物質５８で被
覆されている。この被覆操作は好ましくは、導電体２４
による側方接触子２３に対してばかりでなく、ふたつの
板５１、５２のふたつの対向する面５９を結ぶ導電性の
インクのスクリーンプロセスプリントによっても行なわ
れる。穴５７の直径はふたつの空洞の内壁面を形成する
為に比較的大きい。第４板５４、第５板５５も同一の手
順に従う。

【００６０】しかしながら、第３板と第６板の場合はそ
れぞれ、穴６１を取り囲む大きな面６０上にインクがつ
けられる。第３板と第６板の穴６１の直径は穴５７のそ
れよりも小さい。これらの穴６１の位置は他の板の穴５
７の位置に対応する。穴６１の内壁のほとんどはセラミ
ックで形成されているので絶縁体である。

【００６１】図１４は６枚を積層させた図である。第３
板５３と第６板５６は、相殺されるように、一方の第３
板が第１板と第２板とによって構成されたアセンブリと
関連づけて配置され、他方の第６板が第４板と第５板と
によって構成されたアセンブリと関連づけて配置されて
いることが理解される。換言すれば、第３板５３と第６
板５６の穴が他の四つの板の穴５７に関して相殺されて
いる。穴５７と穴６１の内面の一部を一致させることに
よって、図９の実施例と同じように、空洞６２とダクト
フラグメント（導管切片）６３を形成することが可能と
なる。この実施例の目的は、増倍セラミックの分野で現
在使用されている手段を使って、しかもコンパクトな増
倍体の構成要素の形あるいは配列をなんら限定すること
なく、上述したような異なったチャンネル、空洞、壁、
導電性軌道の実行可能性を証明することである。図１５
は図１３、図１４の方法で得られた増倍構造体の側面を
示している。図１５から分かるように、この構造体の側
面６４上には、数個の側方接触子がある。すなわち、チ
ャンネルの入口に極性を与えている接触子２３０、中央
段の接触子２３１、出口電極の接触子２３２である。

【００６２】この目的の為に、段はひとつづつ下げて配
置されている。側部のコネクタ２３０、２３１、２３２
はすべてずれて配置され、しかもこれらのコネクタは、
例証された方法でコネクタ２３０がある電圧にまで引き
上げられ、かつコネクタ２３２がアースされるとすぐ、
電位の分布を定着させる抵抗付着膜によってさらに簡単
に連結される。この位相の終端部には外部手段によって
分極される絶縁された導電性空洞をまとめて含んだ堅く
てコンパクトな増倍構造体がある。

【００６３】他の方法による電気溶着によって、ひとつ
以上の適当な金属で導電性領域を被覆することも可能で
ある。この被覆用の金属は二次電子放出現象を増大する
為に表面処理を施されることが可能である。

【００６４】異なった電位を側部の接触子２３に分布す
ることは抵抗インクによって行なうことができる。その
値の調整はレーザビームを当てた状態でそのインクを揮
発させることによって焼成後におこなわれる。

【００６５】図１６は光電子増倍管を示し、この光電子
増倍管は本発明の方法で創成された増倍構造体によって
獲得される。このような光電子増倍管は光の作用により
光電子を放出する光電陰極９２をその内部面に保持して
いる入口シールド窓９０からなる。チャンネルの入口に
向かって流出する電子は増倍管で電子衝撃が進行してい
る間、増倍される。

【００６６】流出する電子流束は導電性軌道９５によっ
て外部接触子９１に連結されている内部電極９６によっ
て集合される。これらのすべての素子は増倍セラミック
製のベース９８のなかに含まれている。

【００６７】このベースを通って信号は出力電極９６に
接続された外部接触子９１に出ていく。連結ピンを除い
て表面接触子９１を生かす為に、ベース９８は好ましく
は増倍セラミックから形成される。従って、表面接触子
は固く連結した素子を構成し、この素子は小さな全次元
方向の領域を有し、マクロ電子工学の基準に合ってい
る。さらに、以上のベースおよび増倍構造体は全く光を
通さない。

【００６８】以上述べたように、コンパクトな増倍構造
体は光電陰極を保持するシールド窓と単一の抽出ベース
との間に容易に設置される。

【００６９】

【発明の効果】本発明に関わる製造プロセスは従って、
機械的には真空状態で電気的には独立自律状態であるコ
ンパクトな構造体を提供する。従って、本製造プロセス
は従来の製造プロセスにおける増倍段を構成する金属板
のセンタリング素子、およびすべてのメンテナンスを不
要とする。本製造プロセスは段の分極化の為の取扱い不
便なすべての素子を不要とする。本製造プロセスはその
機能が機械的真空状態を維持することであるガラス包囲
壁または金属包囲壁を不要とする。本製造プロセスは導
電部と絶縁部との間で生じる、内蔵物を密閉する保護シ
ールを低減させたり、しばしば破壊してしまうすべての
膨張差の問題を不要とする。本製造プロセスは特に超高
真空に関して高品質の物質すなわちセラミックで形成さ
れた構造体を提供する。機械的観点から見て、本製造プ
ロセスは高精度および高品質な表面を提供する。本製造
プロセスは立体的に高い可能性を提供し、従ってチャン
ネルの数がかなり増大できる。本製造プロセスによっ
て、いちじるしく製造コストを増大することなく、段の
数を増大することが可能となる。

【００７０】本製造プロセスによって創成される増倍構
造体は計器用チェーンに挿入される構成要素のように振
舞い、周囲の状況雰囲気に対するあらゆる保護を必要と
しない。本発明を多重チャンネル光電子増倍管の製造に
適用する範囲において、製作者にとっていくつかの利点
がある。二次放出を増大する為のマトリックスの活性化
は光電極の製造、最終組立、およびチューブの密閉とは
無関係に行なわれる。各チャンネルの感度の制御は、認
識される動作特性（性能量）を有する構成要素を結合さ
せる為にのみ、組立に先だって、出力ベースに対してな
される。

【００７１】最終組立は増倍管の最終密閉に先だって、
伝達方式により行なわれる。この伝達方式によって、放
出レベルと共に、光電陰極とシールド窓の性質を選択す
ることが可能となる。

【００７２】このように機能を分離することによって、
迅速に数個の管を製造でき、製造中の失敗率を減じるこ
とが可能となる。

【００７３】以上のような光増倍管を採用する時、使用
者は次の利点もまた獲得できる。多重チャンネルの光電
子増倍管を操作は、陰極と大地との電位を管の終端に定
着させることを伴う。管を並列させることによって、光
に感応する広い表面がカバーでき、不感応部分を減じる
ことが可能となる。信号の出力は管の高電圧供給と干渉
せず、この信号の出力によって、信号獲得の為の均一な
電気的踊り場（プラットフォーム）を生成することがで
きる。最終組立は高さにおいて約１５〜２０ｍｍときわ
めてコンパクトであり、段の数に関連する。

【００７４】本発明に関わる増倍構造体はこれを上述し
たような光電子増倍管に適用することに限定されない。

【００７５】上述したような方法でかなりの改善がなさ
れ得る可能な使用方法について微細なリストを示そうと
しなくても、上記で示されたリストによって、関連した
説明を満足させるような組み立ての構成が分かる。多重
チャンネル光増強器の範囲において、初期粒子源は光電
陰極であり、セラミック増倍管は段の永久分極を有し、
レシーバは多数の光電検出器または電荷移動装置と関連
づけられた内部発生スクリーンである。

【００７６】質量検出用の検出器に適用する時、発生源
はイオンによって衝撃を受け、二次電子を供給するター
ゲットであり、セラミック増倍管はこれら段の永久分極
を有しており、レシーバは操作電子工学と関連した出力
陰極によって構成される。

【００７７】表面の分析、外部放出による線量測定にと
って、発生源は自然発生的なあるいは刺激を受けた電子
の外部放出をする表面、あるいは表面にある付着膜であ
り、段の永久分極と、操作電子工学と関連した外部陰極
とを備えたセラミック増倍管が再び存在する。

【００７８】真空および超高真空を測定またはチェック
する為に発生源は真空の密閉体の分子と残余の原子の励
起に由来し、セラミック増倍管は磁場と関連する段の永
久分極を有し、再び操作電子工学で出力陰極が利用され
る。

【００７９】事象が時間的アナログ的に相互関連する場
合には、発生源は前述の発生源のひとつであり、増倍管
は段の条件つき供給を備えたセラミック物質で形成され
る。出力は陰極によって構成され、各陰極は操作電子工
学と関連している。

【００８０】最後に電子注入器の輝度を増大する為に、
前述の発生源のひとつ、段の永久分極を備えたセラミッ
ク増倍管、および電子流束を出力電子光学段に転移する
為の電子工学が利用される。

【００８１】以上、我々の意図は空洞の壁と電子の数を
増大する為のターゲットを利用し、金属空洞の形と配列
によって決定された電子工学的特質を利用することであ
った。もし、壁によって満たされるターゲット機能がこ
の壁を打つ電子をさけることによって除かれるならば、
これら適切に立体化され、中央に位置決めされた空洞は
並列の静電レンズのように振舞う。このセラミック構造
体は上述のようなすべての光学利点から利益を得、しか
も電子を条件づける”静電マルチレンズ”となり、それ
らは次の静電光学の入力に最善の形で存在する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術、および本発明に共通な電子増倍管の
動作原理を示す。

【図２】前記動作原理を増倍の垂直チャンネルに適用し
たものを示す。

【図３】従来のせん孔シート増倍管に関わる光電子増倍
管の動作図である。

【図４】もうひとつ別の従来型光電子増倍管の平面図で
ある。

【図５】図４に示された従来型光電子増倍管の側面図で
ある。

【図６】本発明に関わる多重チャンネルの構造を示す図
であり、空洞の形を規定しない。

【図７】本発明に関わる増倍構造体におけるチャンネル
の第一の可能形状を示す。

【図８】本発明に関わる増倍構造体において図７のチャ
ンネルがふたつのチャンネルに再分割された、もうひと
つ別の可能形状を示す。

【図９】三段、二チャンネルの増倍構造体を示す。

【図１０】三つのコンパクト増倍構造体を連結した可能
な増倍構造体を示す。

【図１１】本発明に関わる増倍構造体の一実施例を示
す。

【図１２】図１１の増倍構造体の断面図である。

【図１３】本発明に関わる製造方法におけるセラミック
シート（セラミック切片）の一実施例を示す。

【図１４】図１３のセラミックシートの一つの組立例を
示す。

【図１５】空洞に極性を与える外部接触子を保持した増
倍構造体の側面図である。

【図１６】本発明に関わる光電子増倍管の一実施例であ
る。

【符号の説明】

２３側方接触子２６ブロック表面４３チャンネル４５下斜面４６側方面４７下面４８側方面４９側方面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の増倍チャンネル（４３）を有して
二次電子を放出するコンパクトなセラミック製電子増倍
構造体であって、堅い絶縁製のコンパクトなセラミック
体からなり、該セラミック体には三次元方向に空洞（２
１、３１、３３、３４、３５、３７、４１）が分配配置
され、該各空洞は導電壁を有し、該導電壁は導電付着膜
から形成され、該導電付着膜は適宣に活性化されかつ接
続導管（６３）によって相互連結され、該接続導管（６
３）は増幅された電子流速の輸送を許容し、また、前記
空洞に極性を与える手段を有することを特徴とするセラ
ミック製電子増倍構造体。
【請求項２】前記増倍構造体は粗形状態のまま積層
されたセラミック板またはセラミックシート（５１〜５
６）を高温で焼結させることによって生成され、該セラ
ミック板またはセラミックシートのそれぞれは接続導管
（６０）および空洞（２１、３１、３３、３４、３５、
３７、４１）を生成する為にあらかじめさん孔され、さ
らに機械加工されており、各空洞を外部電子側方接触子
（２３）に連結する為に空洞の表面の導電壁と各セラミ
ック板の表面（５９）の導電軌道によって構成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の増倍構造体。
【請求項３】前記空洞（２１、３１、３３、３４、３
５、３７、４１）、特に同一チャンネル（４３）の空洞
（２１、３１）は三次元方向に分散配置されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の増倍構造
体。
【請求項４】出力電極（９６）は複数の出力面（４
５、４６、４７）に配置され、各面は少なくともひとつ
のチャンネル（４３）に通じていることを特徴とする請
求項３に記載の増倍構造体。
【請求項５】いくつかのチャンネルは少なくともひ
とつの相互連結点を有すること、すなわち、それらチャ
ンネルは互いに連通することを特徴とする請求項１ない
し４のいづれかに記載の増倍構造体。
【請求項６】少なくともひとつのチャンネルは少な
くともふたつのチャンネル枝路（３２）に再分割される
ことを特徴とする増倍構造体。
【請求項７】少なくとも二つのチャンネルをひとつに
したグループが形成されていることを特徴とする請求項
２ないし６のいづれかに記載の増倍構造体。
【請求項８】いくつかの連続した空洞（４１）は同
一の電圧に分極され、多細胞増倍段（４０）を形成する
為に同一の側方接触子（２３）に連結されていることを
特徴とする請求項２ないし７のいづれかに記載の増倍構
造体。
【請求項９】請求項１ないし８に記載の増倍構造体
と、光パルスを受信し、それらのパルスを前記チャンネ
ルで電気パルスに変換する為の各チャンネルの第１端部
に配置された光電陰極（９２）と、増幅されたパルスを
サンプリングする為に、各チャンネル（４３）の第２端
部に設置された少なくともひとつの出力電極（９６）
と、ベースと、を有する光電子増倍管は、さらに適切に
配列された電子放出の導電層で被覆されたセラミック板
で構成されていることを特徴とするもの。
【請求項１０】空洞（２１、３１、３３、３４、３
５、３７、４１）とチャンネル（４３）とを形成する為
にセラミック板（５１、５２、５３、５４、５５、５
６）に機械加工を施すこと、空洞および空洞を互いに連
結し、かつ側方外部接触子（２３）に連結する導電軌道
（２４）とを形成しようとする所望の場所に導電インク
を塗布すること、上記のように形成されたセラミック板
を積層すること、積層した全体を焼結すること、放出化
された後、空洞の導電域に高い二次放出を生成するのに
適した物質を付着させること、外部接触子（２３）にす
ぐれた抵抗接触を約束する金属を付着させること、物理
化学的プロセスによって増倍構造体を放出化させるこ
と、からなることを特徴とする請求項２ないし８のいづ
れかに記載の電子増倍構造体を製造する為の方法。
【請求項１１】電子を空間的、エネルギー的に条件
づける為のコンパクトな構造体はいくつかのチャンネル
によって形成され、該チャンネルのそれぞれは電気的に
絶縁され、かつ導電性のある一連の空洞によって構成さ
れ、該空洞は各ケース毎に分極手段によってある一定の
分極電位にまで引き上げられ、かかる構造体はコンパク
トな絶縁体で構成され、該絶縁体内部には導電性の付着
物で形成され、連結導管によって連結された空洞が埋め
込まれ、該空洞は極性を与える手段として機能するほか
に、以上のように形成されたチャンネルに電子流束を条
件づけるように機能させることを特徴とするもの。