JPH0628997A - Vacuum device - Google Patents
Vacuum deviceInfo
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- JPH0628997A JPH0628997A JP18236092A JP18236092A JPH0628997A JP H0628997 A JPH0628997 A JP H0628997A JP 18236092 A JP18236092 A JP 18236092A JP 18236092 A JP18236092 A JP 18236092A JP H0628997 A JPH0628997 A JP H0628997A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光電子増倍管のような真
空装置に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a vacuum device such as a photomultiplier tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光電子増倍管は極微弱光を検出する光セ
ンサで、陰極（光電面）接地型のものは一般に図１１の
ように構成される。ここで、同図（ａ）は回路図、同図
（ｂ）は断面図である。図示の通り、真空容器１のフェ
ースプレート内面には光電面２が形成され、内部には多
段の電子増倍用のダイノード３1 〜３n が設けられる。
そして、真空容器１の内部には光電面２に比べて正バイ
アスされたアノード電極４が設けられている。2. Description of the Related Art A photomultiplier tube is an optical sensor for detecting extremely weak light, and a cathode (photocathode) grounded type is generally constructed as shown in FIG. Here, FIG. 11A is a circuit diagram and FIG. 11B is a sectional view. As shown in the figure, a photocathode 2 is formed on the inner surface of the face plate of the vacuum container 1, and multistage electron multiplication dynodes 3 1 to 3 n are provided inside.
An anode electrode 4 that is positively biased as compared with the photocathode 2 is provided inside the vacuum container 1.
【０００３】ここで、アノード電極４は結合用コンデン
サＣを介してアンプ５に接続されており、交流の信号成
分のみが出力される。このような構成は、例えば特開昭
６１−１６１６４３号に示されている。Here, the anode electrode 4 is connected to the amplifier 5 via the coupling capacitor C, and only the AC signal component is output. Such a structure is shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-161643.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような従来装置で
は結合用コンデンサＣの他端を同軸ケーブルなどに接続
し、信号を外部に出力することになるが、これでは信号
出力用の引き出し配線が長くなる。すなわち、アノード
電極４から結合用コンデンサＣの他端に接続されたケー
ブルまでの配線が長くなり、高速に変化する出力を得る
ときには、波形歪やリンギングが生じる等の問題があっ
た。In such a conventional device, the other end of the coupling capacitor C is connected to a coaxial cable or the like to output a signal to the outside. become longer. That is, the wiring from the anode electrode 4 to the cable connected to the other end of the coupling capacitor C becomes long, and there is a problem that waveform distortion or ringing occurs when an output that changes at high speed is obtained.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決すべくなされたもので、真空容器と、この真空容
器の内部に設けられた電子源（例えば電子放射面）と、
真空容器の内部に設けられ電子源に比べて正電位とされ
たアノード電極と、このアノード電極の電子入射面の反
対面に近接して対面するように設けられ当該アノード電
極と絶縁された信号取出電極とを備える。The present invention has been made to solve these problems, and includes a vacuum container, an electron source (for example, an electron emitting surface) provided inside the vacuum container,
A signal extraction that is provided inside the vacuum container and has a positive potential compared to the electron source, and is provided so as to closely face the opposite side of the electron incident surface of the anode electrode and is insulated from the anode electrode. And electrodes.
【０００６】ここで、電子源とアノード電極の間に、入
射電子を増倍して放出する電子増倍手段を設けるように
してもよく、アノード電極と信号取出電極の間に絶縁性
の部材を介在するようにしてもよい。また、アノード電
極への正のバイアス電圧の供給が薄膜抵抗を介してなさ
れようにすることも望ましい。Here, electron multiplying means for multiplying and emitting incident electrons may be provided between the electron source and the anode electrode, and an insulating member may be provided between the anode electrode and the signal extraction electrode. You may make it intervene. It is also desirable that the positive bias voltage be supplied to the anode electrode through a thin film resistor.
【０００７】[0007]
【作用】本発明の構成によれば、アノード電極の裏面に
直接に結合用コンデンサＣを構成したので、信号線への
結合を最至近距離で行ない得る。また、電子増倍部を設
けると高感度化でき、絶縁体を介在させれば結合用コン
デンサＣを大容量化できる。更に、薄膜抵抗でバイアス
をアノード電極に供給すればコンパクト化が可能にな
る。According to the structure of the present invention, since the coupling capacitor C is formed directly on the back surface of the anode electrode, the coupling to the signal line can be performed at the shortest distance. Further, the provision of the electron multiplying section can increase the sensitivity, and the interposition of the insulator can increase the capacity of the coupling capacitor C. Further, if a bias is supplied to the anode electrode by a thin film resistor, it becomes possible to make the device compact.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明のいくつかの実
施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００９】図１は、実施例に係る超高速電子検出器の
構成を示す側面図（同図（ｂ））、上面図（同図
（ｃ））およびＡ−Ａ線断面図（同図（ａ））であり、
図２はその概念図である。ステンレス製で円筒形状のフ
ランジ６１の中央部にはメッシュ電極６２が設けられ、
この上にはテフロン製のスペーサ６３を介してマイクロ
チャンネルプレート（ＭＣＰ）がマウントされている。
ＭＣＰの両端にはＭＣＰin，ＭＣＰout の２つの電極が
接続される。FIG. 1 is a side view (FIG. 1 (b)), a top view (FIG. 1 (c)) and a sectional view taken along the line AA (showing FIG. a)),
FIG. 2 is a conceptual diagram thereof. A mesh electrode 62 is provided at the center of a cylindrical flange 61 made of stainless steel,
A microchannel plate (MCP) is mounted on this via a spacer 63 made of Teflon.
Two electrodes of MCP in and MCP out are connected to both ends of MCP.
【００１０】アノード電極４はメッシュ電極６２に対面
して設けられ、その背面には絶縁体６４および信号取出
電極６５が設けられ、これにより結合用コンデンサＣが
形成されている。ＳＵＳ製の電極６６，６７および絶縁
体６８はＧＮＤ線用コンデンサＣG を構成しており、ア
ノード電極４は信号ブロック抵抗ＲB を介して＋ＨＶ端
子６９に接続されている。The anode electrode 4 is provided so as to face the mesh electrode 62, and an insulator 64 and a signal extraction electrode 65 are provided on the back surface thereof, whereby a coupling capacitor C is formed. The SUS electrodes 66, 67 and the insulator 68 form a GND line capacitor C G , and the anode electrode 4 is connected to the + HV terminal 69 via a signal block resistor R B.
【００１１】これら円筒状の構造体は、ボルト７２，７
３により一体に組み付けられている。そして、中央部に
はテフロン製のスペーサ７４を介して同軸ケーブル７５
が立設されており、この同軸ケーブル７５の先端にはＳ
ＭＡコネクタ７６がマウントされている。なお、メッシ
ュ電極６２とＭＣＰの間、ＭＣＰとアノード電極４の間
は、間隔がそれぞれ１ｍｍ程度である。更に、それぞれ
の電極への電圧印加は、分配抵抗によってなされるが、
アノード電極４へは＋３ｋＶが印加される。These cylindrical structures are composed of bolts 72, 7
It is assembled integrally by 3. Then, a coaxial cable 75 is provided in the center through a spacer 74 made of Teflon.
Is installed upright, and at the tip of this coaxial cable 75, S
The MA connector 76 is mounted. The distance between the mesh electrode 62 and the MCP and between the MCP and the anode electrode 4 are each about 1 mm. Further, the voltage application to each electrode is made by the distribution resistance,
+3 kV is applied to the anode electrode 4.
【００１２】図１，図２の実施例では、アノード電極４
の背面に絶縁体６４および信号取出電極６５が配設され
て結合用コンデンサＣが構成されるので、信号引出線を
極限まで短くすることができ、したがって高速の出力信
号を波形歪やリンキングなしに取り出すことができる。
絶縁体６４として４×４×２（ｍｍ）サイズの圧電磁器
（例えばＮＴＫ社製、ＭＴ−１１１Ｈ、比誘電率＝２４
００）を用いると、結合用コンデンサＣ＝１７０ＰＦが
得られ、高速信号の出力に十分となる。また、絶縁体６
４の厚さが２ｍｍもあれば、実験的には３ｋＶの絶縁耐
圧が確認できるので、アノード電極４への高電圧印加も
特に支障がない。In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the anode electrode 4
Since the insulator 64 and the signal extraction electrode 65 are disposed on the back surface of the coupling capacitor C to configure the coupling capacitor C, the signal lead line can be shortened to the maximum, and therefore a high-speed output signal can be obtained without waveform distortion or linking. You can take it out.
A piezoelectric ceramic of 4 × 4 × 2 (mm) size as the insulator 64 (for example, MT-111H manufactured by NTK, relative permittivity = 24)
00), a coupling capacitor C = 170PF is obtained, which is sufficient for outputting a high speed signal. Also, the insulator 6
If the thickness of 4 is 2 mm, the withstand voltage of 3 kV can be confirmed experimentally, so that application of a high voltage to the anode electrode 4 is not particularly problematic.
【００１３】このような超高速電子検出装置からの信号
出力は、図２のようにして行う。すなわち、ＳＭＡコネ
クタ７６からの信号線は貫通コネクタ７７を介して真空
容器７８の外部に導かれ、ＡＭＰ８１に接続される。そ
して、ＡＭＰ８１の出力はＣＦＤ（Constant Fraction
Discriminator ）８２において波形整形され、ＴＡＣ
（Time-Amplitude Converter）８３のＳＴＯＰ端子に入
力される。なお、ＴＡＣ８３のＳＴＡＲＴ端子には電子
源８４の同期信号（Ｔｒｉｇ）が入力されている。ＴＡ
Ｃ８３の出力信号はＭＣＡ（Multi-Channel Analizer）
８５で記録される。このような信号処理装置の構成によ
り、一般的に時間分解能として３０ｐｓ程度が期待でき
るので、高速の出力信号を図１の電子検出装置から波形
歪なしに出力することが重要となる。Signal output from such an ultrahigh-speed electron detector is performed as shown in FIG. That is, the signal line from the SMA connector 76 is guided to the outside of the vacuum container 78 via the penetrating connector 77 and connected to the AMP 81. The output of AMP81 is CFD (Constant Fraction).
Discriminator) 82 waveform shaping, TAC
It is input to the STOP terminal of (Time-Amplitude Converter) 83. The synchronizing signal (Trig) of the electron source 84 is input to the START terminal of the TAC 83. TA
C83 output signal is MCA (Multi-Channel Analizer)
Recorded at 85. With such a configuration of the signal processing device, a time resolution of about 30 ps can be generally expected, so it is important to output a high-speed output signal from the electronic detection device of FIG. 1 without waveform distortion.
【００１４】本発明の構成をとることにより、いかに高
速対応性が向上されるかを、図３を参照して更に詳しく
説明する。How the high speed compatibility is improved by adopting the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
【００１５】高速の電気信号は、インピーダンス整合さ
れた信号線路中であれば歪なく伝送するが、それ以外の
線路では反射のため歪が発生する。したがって、この歪
を避けるためには、インピーダンス整合されていない区
間Ｌを極力短くする必要がある。信号を歪なく伝送する
のに許される最小限のインピーダンス不整合区間の長さ
Ｌl は、取扱う信号の周波数ｆ（または波長）に依存
し、 Ｌl ＜ｃ／８ｆ＝λ／８ ただし、 ｃ：光速 ｆ：信号の周波数 λ：上記周波数の信号の波長 で表される。本発明のアノードは、信号の入射したタイ
ミングを最高３０ｐｓ程度の分解能で検出するため、取
り扱う信号帯域は１２ＧＨZ となる。したがって、前式
よりＬl ＝３．１ｍｍとなる。A high-speed electric signal is transmitted without distortion if it is in an impedance-matched signal line, but distortion occurs in other lines because of reflection. Therefore, in order to avoid this distortion, it is necessary to shorten the section L where impedance matching is not performed as much as possible. The minimum length L l of the impedance mismatch section allowed to transmit the signal without distortion depends on the frequency f (or wavelength) of the signal to be handled, and L l <c / 8f = λ / 8 where c : Speed of light f: frequency of signal λ: wavelength of signal of the above frequency The anode of the present invention, in order to detect the timing of the incident signal with a resolution of about up to 30 ps, the signal band to be handled becomes 12GH Z. Therefore, from the above equation, L 1 = 3.1 mm.
【００１６】図３（ａ）に従来例の場合を示す。高電圧
用コンデンサであって小型のものは、ムラタ（株）製Ｄ
Ｅ０７０７（耐圧３．１５ｋＶ）があるが、この結合コ
ンデンサ自身の厚さが約６ｍｍあり、各電極へのリード
線も最短で各３ｍｍあるので、アノード電極と結合コン
デンサおよび、結合コンデンサと同軸ケーブルを結ぶ配
線 （長さｌ1 ，ｌ2 ）をどんなに短く配線しても、イ
ンピーダンス整合されていない区間Ｌは１２ｍｍ以上と
なる。しがたって、これでは３ＧＨZ 以上の信号は歪ん
でしまう。実際には、結合コンデンサ自身のリード線が
持つ浮遊インダクタンスのため、取り扱える信号帯域は
更に下がる。すなわち図１，２の第１実施例に適用する
場合、アノード電極へは＋３ｋＶが印加され、このよう
な耐圧が３ｋＶのコンデンサは上述のような大きさにな
るので小型のものは使えない。FIG. 3A shows the case of the conventional example. The high-voltage capacitors that are small in size are manufactured by Murata Co., Ltd.
Although there is E0707 (withstand voltage 3.15 kV), the thickness of this coupling capacitor itself is about 6 mm, and the lead wire to each electrode is 3 mm at the shortest, so the anode electrode and coupling capacitor, and coupling capacitor and coaxial cable No matter how short the connecting wirings (lengths l 1 and l 2 ) are, the impedance-matched section L is 12 mm or more. Standing teeth, which in the distorted is 3GH Z or more signals. In fact, the signal bandwidth that can be handled is further reduced due to the stray inductance of the lead wire of the coupling capacitor itself. That is, when applied to the first embodiment of FIGS. 1 and 2, +3 kV is applied to the anode electrode, and such a capacitor having a withstand voltage of 3 kV has the size as described above, so a small one cannot be used.
【００１７】図３（ｂ）に本発明の場合を示す。アノー
ド電極と信号取出電極は誘電体を介して対面しているの
で、アノード電極の信号は、コンデンサカップリングに
より歪なく信号取出電極に伝送される。信号取出電極か
らインピーダンス整合された同軸ケーブルへは至近距離
ｌ´で結ばれる。ここで、ｌ1 は３ｍｍ以内にすること
が可能なので、本発明では１２ＧＨZ の信号を取扱うこ
とができる。FIG. 3B shows the case of the present invention. Since the anode electrode and the signal extraction electrode face each other via the dielectric, the signal of the anode electrode is transmitted to the signal extraction electrode without distortion due to the capacitor coupling. The signal extraction electrodes are connected to the impedance-matched coaxial cable at a short distance l '. Here, l 1 is therefore capable of within 3 mm, it is possible to handle signals of 12GH Z in the present invention.
【００１８】以上のように、１０ＧＨZ 程度の高速の信
号を歪なく取出すには、インピーダンス不整合距離Ｌを
３ｍｍ以下にする必要があり、従来例ではこれが不可能
であったが、本発明により解決できる。加えて、アノー
ド、信号線路部分をコンパクトにすることが可能にな
る。また、コンデンサに配線する工程も無くすことがで
き工数を低減できる。[0018] As described above, the take out without distortion of the high-speed signal of about 10GH Z, it is necessary to impedance mismatch distance L to less than 3mm, the conventional example and this was not possible, the present invention Solvable. In addition, it becomes possible to make the anode and the signal line portion compact. Further, the step of wiring to the capacitor can be eliminated and the number of steps can be reduced.
【００１９】本発明におけるアノード電極４と結合用コ
ンデンサＣの接続構造については、図４〜図６のような
態様を採用できる。まず、図４は絶縁体６４をアノード
電極４および信号取出電極６５に比べ大型にし、更に絶
縁体６４の露出部分を粗面６５０にした例である。この
例によれば、絶縁体６４を大型にしたことでその沿面距
離を大きくし、アノード電極４と信号取出電極６５の間
の耐圧を高め得る。また、粗面６５０にしたことで、絶
縁耐圧は更に向上する。Regarding the connection structure of the anode electrode 4 and the coupling capacitor C in the present invention, the modes as shown in FIGS. 4 to 6 can be adopted. First, FIG. 4 shows an example in which the insulator 64 is larger than the anode electrode 4 and the signal extraction electrode 65, and the exposed portion of the insulator 64 is a rough surface 650. According to this example, by making the insulator 64 large, the creepage distance thereof can be increased, and the breakdown voltage between the anode electrode 4 and the signal extraction electrode 65 can be increased. In addition, the use of the rough surface 650 further improves the dielectric strength voltage.
【００２０】図５は信号取出電極６５を絶縁膜６５０で
コーティングした例であり、この場合でも耐圧は向上す
る。ここで、アノード電極４および信号取出電極６５に
コバール金属（ＫＯＶ）を使用すると、絶縁体６４およ
び絶縁膜６５０としてコバールガラスを使用できるの
で、この実施例を真空管に応用するのに適している。FIG. 5 shows an example in which the signal extraction electrode 65 is coated with an insulating film 650, and the withstand voltage is improved even in this case. Here, if Kovar metal (KOV) is used for the anode electrode 4 and the signal extraction electrode 65, Kovar glass can be used for the insulator 64 and the insulating film 650, and this embodiment is suitable for application to a vacuum tube.
【００２１】図６では、アノード電極４の背面を櫛歯状
とし、信号取出電極６５のアノード電極４との対向面も
櫛歯状とし、これら櫛歯を入れ違いに配置して間に絶縁
体６４を介在させている。このようにすれば、積層形セ
ラミクスコンデンサの場合と同様に、結合用コンデンサ
Ｃの容量を大きくすることができる。In FIG. 6, the back surface of the anode electrode 4 has a comb-teeth shape, and the surface of the signal extraction electrode 65 facing the anode electrode 4 has a comb-teeth shape. Is intervening. By doing so, the capacitance of the coupling capacitor C can be increased, as in the case of the multilayer ceramic capacitor.
【００２２】図７はマルチアノード型にした実施例の正
面図および断面図である。１枚の板状の絶縁体６４のＭ
ＣＰ側には、５個のアノード電極４1 〜４5 がアルミニ
ウム蒸着などで形成され、反対面の対応する位置には５
個の信号取出電極６５1 〜６５5 が形成されている。そ
して信号取出電極６５1 〜６５5 はそれぞれ同軸ケーブ
ル７５1 〜７５5 に接続されている。FIG. 7 is a front view and a sectional view of a multi-anode type embodiment. M of one plate-shaped insulator 64
On the CP side, five anode electrodes 4 1 to 4 5 are formed by aluminum vapor deposition or the like.
Individual signal extraction electrodes 65 1 to 65 5 are formed. The signal extraction electrodes 65 1 to 65 5 are connected to the coaxial cables 75 1 to 75 5 , respectively.
【００２３】この実施例では、信号ブロック抵抗ＲB1〜
ＲB5は絶縁体６４に高抵抗（例えばタングステン）膜を
蒸着することで構成される。また、各々の抵抗ＲB1〜Ｒ
B5の値を同一とするため、中央のアノード電極４1 に対
応する信号ブロック抵抗ＲB1のみ幅広の蒸着マスクを用
いて形成されている。なお、抵抗ＲB の材料はニクロ
ム、カーボン等も用い得る。この実施例によっても、各
々のアノード電極４1 〜４5 への高速信号を、波形歪な
しに出力できる。この効果は、アノード電極４を６個以
上あるいは２〜４個としたときも同様であり、高抵抗膜
の形成により、コンパクトな構造で信号ブロック抵抗Ｒ
B が実現できる。In this embodiment, the signal block resistors R B1 to
R B5 is formed by depositing a high resistance (for example, tungsten) film on the insulator 64. In addition, each resistance R B1 to R
In order to make the value of B5 the same, only the signal block resistor R B1 corresponding to the central anode electrode 4 1 is formed using a wide vapor deposition mask. Note that nichrome, carbon, or the like can be used as the material of the resistor R B. This embodiment also a high-speed signal to the anode electrode 41 to 5 of each possible output without waveform distortion. This effect is the same when the number of anode electrodes 4 is 6 or more, or 2 to 4, and the signal block resistance R is formed in a compact structure by forming a high resistance film.
B can be realized.
【００２４】図８は放射線検出用の光電子増倍管に適用
した例の構成図である。セラミックス製のバルブ８５の
入力面側にはカソード端子板８６を介してガラス製の受
光面板８７がマウントされ、出力面側にはアノード端子
板８８を介して板状の絶縁体６４がマウントされ、内部
にはＭＣＰが収納されている。受光面板８７の内面には
電子源である光電面９１が形成され、外面にはガンマ
（γ）線により発光するシンチレータ９２がマウントさ
れている。FIG. 8 is a block diagram of an example applied to a photomultiplier tube for detecting radiation. A glass light-receiving surface plate 87 is mounted on the input surface side of the ceramic valve 85 via a cathode terminal plate 86, and a plate-shaped insulator 64 is mounted on the output surface side via an anode terminal plate 88. The MCP is stored inside. A photocathode 91, which is an electron source, is formed on the inner surface of the light-receiving surface plate 87, and a scintillator 92 that emits light with gamma (γ) rays is mounted on the outer surface.
【００２５】絶縁体６４の内面にはアノード電極４が形
成され、絶縁体６４の内面に高抵抗体を蒸着して形成し
た信号ブロック抵抗ＲB によりアノード端子板８８と接
続されている。絶縁体６４の外面には信号取出電極６５
が形成され、これは同軸ケーブル７５に接続されてい
る。このため、アノード電極４と結合用コンデンサＣが
一体形成されるので、引き出し信号線による高速信号の
波形歪をなくすことができる。The anode electrode 4 is formed on the inner surface of the insulator 64, and is connected to the anode terminal plate 88 by a signal block resistor R B formed by depositing a high resistance material on the inner surface of the insulator 64. A signal extraction electrode 65 is provided on the outer surface of the insulator 64.
Is formed, which is connected to the coaxial cable 75. Therefore, since the anode electrode 4 and the coupling capacitor C are integrally formed, the waveform distortion of the high-speed signal due to the extraction signal line can be eliminated.
【００２６】この構成において、シンチレータ９２にガ
ンマ線が入射されると発光し、これによって光電面９１
から光電子が放出される。これはＭＣＰで増倍され、ア
ノード電極４に入射されて検出される。このため、光電
面９１を接地電位で使用するシンチレーション・カウン
ティングに適している。In this structure, when a gamma ray is incident on the scintillator 92, the scintillator 92 emits light, which causes the photocathode 91
Emit photoelectrons. This is multiplied by the MCP, incident on the anode electrode 4, and detected. Therefore, it is suitable for scintillation counting using the photocathode 91 at the ground potential.
【００２７】図９は高速型アノードに係る実施例の縦断
面図である。同軸型の信号伝送手段は金属棒９３と、こ
れを囲む内側金属パイプ９４および外側金属パイプ９５
により構成される。金属棒９３の先端部は信号取出電極
６５として作用し、この前面に絶縁体６４およびアノー
ド電極４が積層されることにより、本発明の特徴である
結合用コンデンサＣが構成されている。FIG. 9 is a vertical sectional view of an embodiment relating to a high speed type anode. The coaxial type signal transmission means includes a metal rod 93, and an inner metal pipe 94 and an outer metal pipe 95 surrounding the metal rod 93.
It is composed of The tip portion of the metal rod 93 acts as a signal extraction electrode 65, and the insulator 64 and the anode electrode 4 are laminated on the front surface of the metal rod 93 to form a coupling capacitor C which is a feature of the present invention.
【００２８】アノード電極４の前面にはメッシュ電極６
２、ＭＣＰおよび受光面板８７が順に配置され、受光面
板８７の内面には光電面９１が形成されている。そし
て、これらには抵抗分割されたバイアス電圧が印加され
ている。なお、内側金属パイプ９４の先端はガラスリン
グ９６によって金属棒９３に固定され、内側金属パイプ
９４形成したガラス部材９７を介してアノード電極４へ
の電極線が貫通されている。また、外側金属パイプ９５
の基端は金属円板９８を介してガラスバルブ９９に固定
され、外側金属パイプ９５の先端近傍は絶縁性の支持板
１００で金属棒９３に固定され、さらに先端部にはコネ
クタ１０１が設けられている。A mesh electrode 6 is provided on the front surface of the anode electrode 4.
2, the MCP and the light receiving face plate 87 are arranged in this order, and a photocathode 91 is formed on the inner surface of the light receiving face plate 87. A bias voltage divided by resistance is applied to these. The tip of the inner metal pipe 94 is fixed to the metal rod 93 by the glass ring 96, and the electrode wire to the anode electrode 4 penetrates through the glass member 97 formed on the inner metal pipe 94. Also, the outer metal pipe 95
Is fixed to the glass bulb 99 via the metal disc 98, the vicinity of the tip of the outer metal pipe 95 is fixed to the metal rod 93 by the insulating support plate 100, and the connector 101 is provided at the tip. ing.
【００２９】この実施例では、アノード電極４、金属棒
９３，内側金属パイプ９４等にコバール金属を用い、ガ
ラスバルブ９９等にコバールガラスを用いると、容易に
一体化して真空管構造にできる。そして、結合用コンデ
ンサＣはアノード電極４と金属棒９３の間で形成される
ので、信号引出し線を極限まで短くでき、したがって高
速信号を波形歪なく出力できる。さらに、メッシュ電極
６２を用いているので、より高速化が可能になる。In this embodiment, when the Kovar metal is used for the anode electrode 4, the metal rod 93, the inner metal pipe 94 and the like and Kovar glass is used for the glass bulb 99 and the like, they can be easily integrated into a vacuum tube structure. Since the coupling capacitor C is formed between the anode electrode 4 and the metal rod 93, the signal lead-out line can be made as short as possible, so that a high-speed signal can be output without waveform distortion. Further, since the mesh electrode 62 is used, the speed can be further increased.
【００３０】図１０は信号取り出し用の線路をマイクロ
ストリップ線路で構成した実施例を示し、同図（ａ）は
縦断面図、同図（ｂ）はアノード電極４を形成した板材
の正面図である。ＭＣＰと平行に絶縁性円板１０５が配
置され、その一面には接地導電膜１０６が形成され、反
対面にはマイクロストリップ線路１０７およびこれに接
続された信号取出電極６５が形成されている。信号取出
電極６５の上面には絶縁体６４がマウントされ、その上
にアノード電極４が形成されることで結合用コンデンサ
Ｃが構成されている。アノード電極４へのバイアス電圧
は信号ブロック抵抗ＲB を介して供給され、マイクロス
トリップ線路１０７はＳＭＡコネクタ７６に接続されて
いる。10A and 10B show an embodiment in which the signal extraction line is constituted by a microstrip line. FIG. 10A is a vertical sectional view, and FIG. 10B is a front view of a plate material on which the anode electrode 4 is formed. is there. An insulating disc 105 is arranged in parallel with the MCP, a ground conductive film 106 is formed on one surface thereof, and a microstrip line 107 and a signal extraction electrode 65 connected to the microstrip line 107 are formed on the opposite surface thereof. The insulator 64 is mounted on the upper surface of the signal extraction electrode 65, and the anode electrode 4 is formed on the insulator 64 to form the coupling capacitor C. The bias voltage to the anode electrode 4 is supplied via the signal block resistor R B, and the microstrip line 107 is connected to the SMA connector 76.
【００３１】本実施例では、ＭＣＰおよび絶縁性円板１
０５、絶縁体６４等の中央部に貫通孔１０８が形成さ
れ、ビーム源１０９と試料１１０が貫通孔１０８を介し
て互いに臨みうる位置に設けられている。また、ビーム
源１０９から試料１１０に至る経路の周囲には、集束電
極１１１が配置されている。In this embodiment, the MCP and the insulating disc 1 are used.
05, the through hole 108 is formed in the central portion of the insulator 64, etc., and the beam source 109 and the sample 110 are provided at positions where they can face each other through the through hole 108. A focusing electrode 111 is arranged around the path from the beam source 109 to the sample 110.
【００３２】このような構成によれば、ビーム源１０９
から荷電粒子が放出されると試料１１０に衝突し、これ
によって二次荷電粒子が放出される。これはＭＣＰで増
倍され、アノード電極４に入射する。ここで、結合用コ
ンデンサＣはアノード電極４と一体形成されているの
で、高速信号であっても歪なく検出できる。また、結合
用コンデンサＣからの信号出力経路はマイクロストリッ
プ線路１０７であるので、構造を小型化できる。According to such a configuration, the beam source 109
When the charged particles are released from the sample, they collide with the sample 110, and secondary charged particles are thereby released. This is multiplied by the MCP and enters the anode electrode 4. Here, since the coupling capacitor C is formed integrally with the anode electrode 4, even a high speed signal can be detected without distortion. Further, since the signal output path from the coupling capacitor C is the microstrip line 107, the structure can be downsized.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上の通り、本発明の真空装置によれ
ば、アノード電極の裏面に結合用コンデンサＣを構成し
たので、信号線への結合を最至近距離で行ない得る。こ
のため、高速信号をリンギングや波形歪を伴うことなく
出力できる効果がある。また、電子増倍部を設けると高
感度化でき、絶縁体を介在させれば結合用コンデンサＣ
を大容量化できる。更に、薄膜抵抗でバイアスをアノー
ド電極に供給すればコンパクト化が可能になる。As described above, according to the vacuum device of the present invention, since the coupling capacitor C is formed on the back surface of the anode electrode, the coupling to the signal line can be performed at the shortest distance. Therefore, there is an effect that a high-speed signal can be output without ringing or waveform distortion. Further, if an electron multiplying section is provided, the sensitivity can be increased, and if an insulator is interposed, a coupling capacitor C can be obtained.
The capacity can be increased. Further, if a bias is supplied to the anode electrode by a thin film resistor, it becomes possible to make the device compact.
【図１】第１実施例に係る真空装置の構造を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a vacuum device according to a first embodiment.
【図２】図１の真空装置を適用した超高速電子検出装置
の概念を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the concept of an ultrafast electron detection device to which the vacuum device of FIG. 1 is applied.
【図３】本発明の特徴を従来技術と対比して説明する要
部構成図。FIG. 3 is a main part configuration diagram for explaining the features of the present invention in comparison with the related art.
【図４】変形例の要部構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of main parts of a modified example.
【図５】変形例の要部構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a modified example.
【図６】変形例の要部構成図。FIG. 6 is a main part configuration diagram of a modified example.
【図７】第２実施例に係るマルチアノード型装置の構成
を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a multi-anode device according to a second embodiment.
【図８】光電子増倍管を構成した実施例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example in which a photomultiplier tube is configured.
【図９】第３実施例を示す断面構成図。FIG. 9 is a sectional configuration diagram showing a third embodiment.
【図１０】第４実施例に係るマイクロストリップ線路を
用いた装置の構造を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a structure of an apparatus using a microstrip line according to a fourth embodiment.
【図１１】従来例の構成の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a configuration of a conventional example.
１…真空容器、２…光電面、３…ダイノード、４…アノ
ード電極、Ｃ…結合用コンデンサ、５…アンプ、６１…
フランジ、６２…メッシュ電極、６３…スペーサ、６４
…絶縁体、６５…信号取出電極、ＣG …ＧＮＤ線用コン
デンサ、ＲB …信号ブロック抵抗、６９…＋ＨＶ端子、
７４…スペーサ、７５…同軸ケーブル、７６…ＳＭＡコ
ネクタ、７７…貫通コネクタ、７８…真空容器、８１…
ＡＭＰ、８３…ＴＡＣ、８４…電子源、８５…バルブ、
８６…カソード端子板、８７…受光面板、８８…アノー
ド端子板、９１…光電面、９２…シンチレータ、９３…
金属棒、９４…内側金属パイプ、９５…外側金属パイ
プ、９９…ガラスバルブ、１０１…コネクタ、１０５…
絶縁性円板１０５、１０６…接地導電膜、１０７…マイ
クロストリップ線路、１０８…貫通孔、１０９…ビーム
源、１１０…試料。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 2 ... Photocathode, 3 ... Dynode, 4 ... Anode electrode, C ... Coupling capacitor, 5 ... Amplifier, 61 ...
Flange, 62 ... Mesh electrode, 63 ... Spacer, 64
... insulator, 65 ... signal extraction electrodes, C G ... GND line capacitor, R B ... signal block resistance, 69 ... + HV terminal,
74 ... Spacer, 75 ... Coaxial cable, 76 ... SMA connector, 77 ... Penetration connector, 78 ... Vacuum container, 81 ...
AMP, 83 ... TAC, 84 ... Electron source, 85 ... Valve,
86 ... Cathode terminal plate, 87 ... Light receiving surface plate, 88 ... Anode terminal plate, 91 ... Photoelectric surface, 92 ... Scintillator, 93 ...
Metal rod, 94 ... inner metal pipe, 95 ... outer metal pipe, 99 ... glass bulb, 101 ... connector, 105 ...
Insulating disks 105, 106 ... Ground conductive film, 107 ... Microstrip line, 108 ... Through hole, 109 ... Beam source, 110 ... Sample.
Claims (5)
られた電子源と、前記真空容器の内部に設けられ前記電
子源に比べて正電位とされたアノード電極と、このアノ
ード電極の電子入射面の反対面に近接して対面するよう
に設けられ当該アノード電極と絶縁された信号取出電極
とを備えることを特徴とする真空装置。1. A vacuum container, an electron source provided inside the vacuum container, an anode electrode provided inside the vacuum container and having a positive potential compared with the electron source, and electrons of the anode electrode. A vacuum device comprising: the anode electrode, which is provided so as to closely face the surface opposite to the incident surface and faces the signal extraction electrode.
て電子を放出する電子放射面である請求項１記載の真空
装置。2. The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the electron source is an electron emission surface that emits electrons in response to incidence of energy rays.
入射電子を増倍して放出する電子増倍手段を更に備える
請求項１記載の真空装置。3. Between the electron source and the anode electrode,
The vacuum apparatus according to claim 1, further comprising an electron multiplying unit that multiplies and emits incident electrons.
間に絶縁性の部材が介在されている請求項１記載の真空
装置。4. The vacuum apparatus according to claim 1, wherein an insulating member is interposed between the anode electrode and the signal extraction electrode.
の供給が薄膜抵抗を介してなされている請求項１記載の
真空装置。5. The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the positive bias voltage is supplied to the anode electrode through a thin film resistor.
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