JPH07105903A - Photoelectric tube - Google Patents
Photoelectric tubeInfo
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- JPH07105903A JPH07105903A JP25065093A JP25065093A JPH07105903A JP H07105903 A JPH07105903 A JP H07105903A JP 25065093 A JP25065093 A JP 25065093A JP 25065093 A JP25065093 A JP 25065093A JP H07105903 A JPH07105903 A JP H07105903A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光電面（光電陰極）に
入射した光子を光電子に変換し、これを陽極から取り出
す光電管に関し、特に、反射形光電面を有する光電管に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phototube for converting photons incident on a photocathode (photocathode) into photoelectrons and taking them out from an anode, and more particularly to a phototube having a reflective photocathode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の光電管の光電子放出層として広
帯域の光波長に応答できるものが開発されており、高い
光検出感度と大きいＳ／Ｎ比とを持つ光電管が実現され
ている。従って、他の半導体光センサ等では対応できな
い光検出域を必要とする分野にこの光電管が広く利用さ
れている。2. Description of the Related Art As a photoelectron emission layer of this type of photocell, a photoelectron emission layer capable of responding to a wide wavelength of light has been developed, and a photocell having a high photodetection sensitivity and a large S / N ratio has been realized. Therefore, this photoelectric tube is widely used in fields requiring a photodetection region that cannot be handled by other semiconductor photosensors or the like.
【０００３】このような従来の反射形の光電管として
は、図７に示す構造のものが一般的に用いられている。
ガラスバルブ１内には光電子放出層が形成された光電面
（カソード）２およびアノード３が設けられており、ア
ノード３には光電面２よりも高い一定電圧がリード線２
ａ，３ａを介して印加されている。光電面２に光子が入
射すると、光電面２からは入射光量に応じた光電子が放
出される。この光電子はガラスバルブ１の内面を覆う筒
状のアノード３に収集され、入射光が電気信号として検
出される。As such a conventional reflection type photocell, the one having a structure shown in FIG. 7 is generally used.
A photocathode (cathode) 2 having a photoelectron emission layer formed thereon and an anode 3 are provided in the glass bulb 1, and a constant voltage higher than that of the photocathode 2 is applied to the anode 3 by the lead wire 2.
It is applied via a and 3a. When photons are incident on the photocathode 2, photoelectrons corresponding to the amount of incident light are emitted from the photocathode 2. The photoelectrons are collected by the cylindrical anode 3 covering the inner surface of the glass bulb 1, and the incident light is detected as an electric signal.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光電管においては、光電面２およびアノード３を真
空雰囲気におくための気密容器としてガラスバルブ１を
用いている。このため、バルブの取扱いミス等によって
ガラスバルブ１に機械的衝撃が加わると、ガラスバルブ
１は直ぐに破損した。従って、光電管の取扱いには慎重
を要した。However, in the above-mentioned conventional phototube, the glass bulb 1 is used as an airtight container for keeping the photocathode 2 and the anode 3 in a vacuum atmosphere. For this reason, when a mechanical shock was applied to the glass bulb 1 due to a mistake in handling the bulb, the glass bulb 1 was immediately damaged. Therefore, handling the photocell was tricky.
【０００５】また、ガラスバルブ１の内部を真空封止す
る際には、光電面２を支えるガラス材からなる図示しな
いステム部とガラスバルブ１の端部とに熱を加え、ガラ
スを溶解して融着させる。しかし、このように熱を加え
ると熱の歪みによってガラス材にクラックが入り、ガラ
スバルブ１やステム部が割れることがあった。さらに、
この熱が光電面２に伝わり、光電面２が酸化して光検出
特性が劣化することもあった。従って、従来、ガラスバ
ルブ１の全長を長く設定し、真空封止部と光電面２との
距離を大きくして熱が光電面２に伝わり難い構造をとる
必要があった。このため、従来構造の光電管にあっては
小型化することが困難であった。When the inside of the glass bulb 1 is vacuum-sealed, heat is applied to the stem portion (not shown) made of a glass material supporting the photocathode 2 and the end portion of the glass bulb 1 to melt the glass. Fuse. However, when the heat is applied in this way, the glass material may be cracked by the distortion of the heat, and the glass bulb 1 and the stem portion may be broken. further,
This heat may be transferred to the photocathode 2 and the photocathode 2 may be oxidized to deteriorate the photodetection characteristics. Therefore, conventionally, it has been necessary to set the total length of the glass bulb 1 to be long and to increase the distance between the vacuum sealing portion and the photocathode 2 so that heat is not easily transferred to the photocathode 2. Therefore, it is difficult to reduce the size of the conventional photocell.
【０００６】本発明はこのような課題を解消するために
なされたもので、入射光に対して十分な感度を持ちなが
ら小型で量産に適し、しかも、破損しにくい構造を有す
る反射形光電管を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides a reflection type photoelectric tube having a structure that is small in size and suitable for mass production while having a sufficient sensitivity to incident light and has a structure that is not easily damaged. The purpose is to do.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、一端面に受光
部を有し内部が真空封止された陽極電位が与えられる金
属容器と、受光部を介して入射する光を光電変換する金
属容器内に設けられた光電面と、金属容器の気密状態を
保ちつつ金属容器の外部から光電面に陰極電位を伝え
る、金属容器と電気的に絶縁された陰極取り出し線とを
備え、光電管を構成した。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a metal container having a light-receiving portion on one end surface and having a vacuum sealed interior to which an anodic potential is applied, and a metal for photoelectrically converting light incident through the light-receiving portion. A photocathode provided with a photocathode provided in the container and a cathode extraction line electrically insulated from the metal container, which transmits a cathode potential from the outside of the metal container to the photocathode while maintaining the airtight state of the metal container. did.
【０００８】また、金属容器は、金属からなる側管と、
この側管の一方の開口面を塞いで受光部を形成する受光
面板と、側管の他方の開口面を塞いで容器内部を真空封
止する、側管に電気的に接触している金属ステムとから
構成し、光電面は陰極取り出し線によって金属容器内の
受光部に対向する位置に固定し、陰極取り出し線は金属
ステムに設けられた開口部を貫通させ、この開口部を絶
縁材料で真空封止して光電管を構成した。Further, the metal container has a side tube made of metal,
A light-receiving face plate that closes one opening surface of this side tube to form a light-receiving portion, and a metal stem that electrically closes the side tube that closes the inside of the container by closing the other opening surface of the side tube. The photocathode is fixed at a position facing the light receiving part in the metal container by the cathode extraction line, the cathode extraction line penetrates the opening provided in the metal stem, and this opening is vacuumed with an insulating material. A photoelectric tube was constructed by sealing.
【０００９】また、受光部の内面に透光性のある導電膜
を設け、この導電膜を金属容器に電気的に接触させて光
電管を構成した。Further, a light-transmitting conductive film is provided on the inner surface of the light receiving portion, and the conductive film is electrically contacted with a metal container to form a photoelectric tube.
【００１０】[0010]
【作用】光電面は、アノード電極を兼ねる金属容器内に
おいて真空封止される。The photocathode is vacuum-sealed in the metal container that also serves as the anode electrode.
【００１１】また、側管の一方の開口面を受光面板、他
方の開口面を金属ステムで塞いで金属容器を構成するこ
とにより、金属容器の真空封止は側管と金属ステムとを
溶接することによって行える。Further, by constructing the metal container by closing one opening surface of the side tube with the light receiving surface plate and closing the other opening surface with the metal stem, the side tube and the metal stem are welded by vacuum sealing of the metal container. It can be done by
【００１２】また、受光部の内面に金属容器に電気的に
接触している導電膜が設けられると、入射光に応じて光
電面から放出される光電子は効率よくアノード電極に収
集される。Further, when a conductive film in electrical contact with the metal container is provided on the inner surface of the light receiving portion, photoelectrons emitted from the photocathode in response to incident light are efficiently collected in the anode electrode.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は本発明の第１の実施例による光電管を
示す斜視図であり、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれ
ぞれこの光電管の平面図，側断面図，裏面図を示してい
る。1 is a perspective view showing a photoelectric tube according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are a plan view, a side sectional view and a back surface of the photoelectric tube, respectively. The figure is shown.
【００１４】金属バルブ１１は両端が開口した円筒状を
しており、金属容器の側管を構成している。この金属バ
ルブ１１の一方の開口面にはバルブ内部に突出する内向
きフランジ１１ａが形成されており、この内向きフラン
ジ１１ａに受光面板（フェイスプレート）１２が融着さ
れている。この受光面板１２は透光性のガラス材料から
なり、この受光面板１２によって側管の一方の開口面が
塞がれている。また、金属バルブ１１の他方の開口面に
はバルブ外部に突出する外向きフランジ１１ｂが形成さ
れており、この外向きフランジ１１ｂに金属ステム１３
が抵抗溶接されている。金属バルブ１１およびこの金属
ステム１３は鉄，コバルト，ニッケルの合金（コバー
ル）からなり、ガラス材料と融着しやすい性質を備えて
いる。この金属ステム１３によって側管の他方の開口面
が塞がれ、金属ステム１３の中央部に設けられた金属排
気管１４から金属容器内部が真空排気されることによ
り、金属容器内部は真空状態に保たれている。また、こ
れら金属バルブ１１、金属ステム１３および金属排気管
１４は電気的に接触しており、同電位に設定されてい
る。The metal valve 11 has a cylindrical shape with both ends open and constitutes a side pipe of a metal container. An inward flange 11a that protrudes into the valve is formed on one opening surface of the metal bulb 11, and a light receiving face plate (face plate) 12 is fused to the inward flange 11a. The light-receiving face plate 12 is made of a translucent glass material, and the light-receiving face plate 12 closes one opening surface of the side tube. Further, an outward flange 11b protruding outside the valve is formed on the other opening surface of the metal valve 11, and the metal stem 13 is formed on the outward flange 11b.
Is resistance welded. The metal valve 11 and the metal stem 13 are made of an alloy of iron, cobalt, and nickel (Kovar), and have a property of easily melting with a glass material. The other opening surface of the side pipe is closed by the metal stem 13, and the inside of the metal container is evacuated from the metal exhaust pipe 14 provided in the central portion of the metal stem 13, so that the inside of the metal container becomes a vacuum state. It is kept. The metal valve 11, the metal stem 13, and the metal exhaust pipe 14 are in electrical contact with each other and are set to the same potential.
【００１５】金属容器内部の受光面板１２に対向する位
置には円板状の光電面１５が設けられている。この光電
面１５の受光面板１２に対向する表面にはＣｓ−56Ｔｅ
からなる光電子放出層が形成されており、光電面１５は
４本の陰極取り出し線１６によって金属容器内に固定さ
れている。この固定は光電面１５の周端部と陰極取り出
し線１６とが溶接されることによって行われている。陰
極取り出し線１６は銅線等の導電材料からなり、電気的
絶縁性を持つテーパー状ハーメチックガラス１７によっ
て金属ステム１３に固定されている。A disk-shaped photocathode 15 is provided at a position facing the light-receiving surface plate 12 inside the metal container. The surface of the photocathode 15 facing the light-receiving face plate 12 is Cs- 56 Te.
And a photocathode 15 is fixed in the metal container by four cathode extraction lines 16. This fixing is performed by welding the peripheral end portion of the photocathode 15 and the cathode lead-out wire 16. The cathode lead wire 16 is made of a conductive material such as a copper wire, and is fixed to the metal stem 13 by a tapered hermetic glass 17 having an electrically insulating property.
【００１６】このような光電管２１の真空封止は具体的
には次のように行われる。The vacuum sealing of the photoelectric tube 21 is specifically performed as follows.
【００１７】まず、ハーメチックガラス１７によって陰
極取り出し線１６が配設された金属ステム１３が用意さ
れる。そして、予め56Ｔｅが蒸着された光電面１５が各
陰極取り出し線１６に溶接される。その後、金属バルブ
１１の外向きフランジ１１ｂと金属ステム１３とが抵抗
溶接治具を用いて抵抗溶接され、金属容器のフランジ部
の真空気密が保たれる。First, the metal stem 13 in which the cathode take-out line 16 is arranged by the hermetic glass 17 is prepared. Then, the photocathode 15 on which 56 Te has been vapor-deposited in advance is welded to each cathode lead wire 16. After that, the outward flange 11b of the metal valve 11 and the metal stem 13 are resistance-welded using a resistance welding jig, and the vacuum tightness of the flange portion of the metal container is maintained.
【００１８】次に、図３に示すように、以上の工程を経
た製造過程にある複数本の光電管２２が枝管（分岐部）
２３に接続される。各光電管２２に設けられた各排気管
１４とこの枝管２３との各内部空間は連通しており、こ
の枝管２３はバルブ２４を介して真空ポンプ２５につな
がっている。また、枝管２３にはセシウム源２６を内蔵
している容器２７が接続されている。このような状態で
各光電管２２の温度が１８０℃に設定され、真空ポンプ
２５が駆動されて各光電管２２の金属容器内部が真空排
気される。この排気が終了しだい、金属容器内部の真空
度が確認され、所定の真空度に達している場合にはアル
カリ活性工程に入る。つまり、セシウム源２６が高周波
誘導加熱器で加熱され、セシウムが各金属容器内に導入
される。このアルカリ活性工程によって、各光電面１５
にＣｓ−56Ｔｅからなる光電子放出層が形成される。最
後に、金属容器下部となる金属排気管１４が一定長さを
残して封止切られ、個々の光電管２１に分離される。Next, as shown in FIG. 3, the plurality of photocells 22 in the manufacturing process which have undergone the above steps are branched (branched).
23 is connected. The internal spaces of the exhaust pipes 14 provided in the photoelectric tubes 22 and the branch pipes 23 communicate with each other, and the branch pipes 23 are connected to a vacuum pump 25 via a valve 24. Further, a container 27 containing a cesium source 26 is connected to the branch pipe 23. In such a state, the temperature of each phototube 22 is set to 180 ° C., the vacuum pump 25 is driven, and the inside of the metal container of each phototube 22 is evacuated. As soon as this evacuation is completed, the degree of vacuum inside the metal container is confirmed, and if it reaches a predetermined degree of vacuum, the alkaline activation step is started. That is, the cesium source 26 is heated by the high frequency induction heater, and cesium is introduced into each metal container. By this alkali activation step, each photocathode 15
Photoelectron emitting layer made of: Cs-56 Te in is formed. Finally, the metal exhaust pipe 14, which is the lower portion of the metal container, is sealed and cut with a certain length left, and is separated into individual phototubes 21.
【００１９】このようにして得られた光電管２１は次の
ように使用される。つまり、陰極取り出し線１６に陰極
電位、通常は接地電位が与えられ、金属容器に陰極電位
より高い電位の陽極電位が与えられる。すなわち、本実
施例による光電管２１においては金属容器が陽極電極と
して機能する。金属バルブ１１，金属ステム１３および
金属排気管１４は電気的に接続されているため、金属容
器に与える陽極電位はこのいずれに与えても良いが、チ
ップオフ部分の金属排気管１４がクリップしやすくて陽
極電位を与えやすい。このように各電極間に電圧を印加
した状態で、受光面板１２を介して光電面１５に光が入
射すると、光電面１５から光電子が放出される。放出さ
れた光電子は陽極電極、つまり金属容器に収集され、入
射光が電気信号として取り出される。The phototube 21 thus obtained is used as follows. That is, the cathode lead-out line 16 is given a cathode potential, usually the ground potential, and the metal container is given an anode potential higher than the cathode potential. That is, in the phototube 21 according to the present embodiment, the metal container functions as the anode electrode. Since the metal valve 11, the metal stem 13, and the metal exhaust pipe 14 are electrically connected to each other, the anode potential applied to the metal container may be applied to either of them, but the metal exhaust pipe 14 at the tip-off portion is easily clipped. It is easy to apply the anode potential. When light is incident on the photocathode 15 via the light-receiving face plate 12 with the voltage applied between the electrodes in this manner, photoelectrons are emitted from the photocathode 15. The emitted photoelectrons are collected in an anode electrode, that is, a metal container, and incident light is extracted as an electric signal.
【００２０】金属容器には上記のように陽極電位が与え
られるため、実際に使用する時には図４に示すように、
金属容器にケース３１が被されてシールドされる。この
ケース３１はジュラコン樹脂等の絶縁材料によって形成
され、陽極電位が外部に伝わらない構成になっている。
なお、同図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれケース３
１が被さった光電管２１の平面図，側断面図，裏面図を
示しており、同図において図２と同一部分には同符号を
付してその説明は省略する。Since the anode potential is applied to the metal container as described above, when actually used, as shown in FIG.
The metal container is covered with the case 31 to be shielded. The case 31 is formed of an insulating material such as Duracon resin, and has a structure in which the anode potential is not transmitted to the outside.
The cases (a), (b), and (c) in FIG.
1 shows a plan view, a side sectional view, and a rear view of the photoelectric tube 21 covered with 1. In FIG. 1, the same parts as those in FIG.
【００２１】本実施例の構造による光電管２１の光電面
１５は、アノード電極を兼ねる金属容器内において真空
封止されている。このため、気密容器は金属材料によっ
て形成され、従来のガラス材料からなる機械的に脆い気
密容器に比較して遥かに堅牢なものとなる。従って、少
々の機械的衝撃が加わっても従来のように破損するおそ
れは小さく、光電管を従来のように慎重に取扱う必要は
なくなる。また、アノード電極を兼ねる金属容器内に光
電面１５が設けられ、従来のように気密容器内に陽極を
設ける必要がないため、光電管の小型化が図れると共に
構成材料の節約をすることができる。The photocathode 15 of the phototube 21 having the structure of this embodiment is vacuum-sealed in a metal container which also serves as an anode electrode. Therefore, the airtight container is made of a metal material, and is much more robust than the mechanically fragile airtight container made of a conventional glass material. Therefore, even if a slight mechanical shock is applied, there is little possibility of breakage as in the conventional case, and it is not necessary to handle the phototube with caution as in the conventional case. Further, since the photocathode 15 is provided in the metal container which also serves as the anode electrode and it is not necessary to provide the anode in the airtight container as in the conventional case, the phototube can be downsized and the constituent materials can be saved.
【００２２】また、金属バルブ１１の一方の開口面を受
光面板１２、他方の開口面を金属ステム１３で塞いで金
属容器を構成することにより、金属容器の真空封止は金
属バルブ１１と金属ステム１３とを抵抗溶接することに
よって行える。このため、気密容器は金属材料によって
形成され、しかも、真空封止に加熱工程を必要としない
ため、従来のように熱歪によってガラス気密容器にクラ
ックが生じるといった問題は起きない。さらに、従来の
ようにバルブを加熱する必要がないため、アルカリ金属
からなる光電面が酸化するおそれもなく、光電管の光検
出特性が劣化することもない。また、従来はこの真空封
止のための熱を光電面に伝わり難くするため、ガラスバ
ルブの全長を長く設定したが、本実施例の光電管におい
ては抵抗溶接によって気密容器を真空封止するため、バ
ルブの全長を長く設定する必要もない。従って、本実施
例による光電管は、気密容器内に陽極を設ける必要がな
いこととあいまって一層の小型化を図ることができ、半
導体光センサと同程度のサイズにすることが可能にな
る。Further, by closing one opening surface of the metal valve 11 with the light receiving face plate 12 and closing the other opening surface with the metal stem 13 to form a metal container, the metal container is vacuum-sealed by the metal valve 11 and the metal stem. This can be done by resistance welding with 13. For this reason, since the airtight container is formed of a metal material and the heating step is not required for vacuum sealing, the problem that the glass airtight container is cracked due to the thermal strain does not occur. Further, since it is not necessary to heat the bulb as in the conventional case, there is no fear that the photocathode made of alkali metal is oxidized and the photodetection characteristic of the phototube is not deteriorated. Further, in the past, in order to make it difficult to transfer the heat for this vacuum sealing to the photoelectric surface, the total length of the glass bulb was set to be long, but in the photoelectric tube of this embodiment, the airtight container is vacuum sealed by resistance welding, It is not necessary to set the total length of the valve long. Therefore, the photoelectric tube according to the present embodiment can be further miniaturized due to the fact that it is not necessary to provide the anode in the airtight container, and the size can be made approximately the same as the semiconductor photosensor.
【００２３】このような本実施例による光電管２１の特
性は従来の光電管の特性と変わるところはなく、小型で
あっても従来と同様に高い光検出感度を備えていること
が以下の実験によって確認された。The characteristics of the photocell 21 according to the present embodiment are not different from those of the conventional phototube, and it is confirmed by the following experiment that the photodetection sensitivity is as high as that of the conventional one even if it is small. Was done.
【００２４】次の表１は、本実施例による光電管と浜松
ホトニクス（株）製の従来タイプの光電管（型名：Ｒ１
２２８）との放射感度特性を比較した表である。この従
来タイプの光電管は、本実施例による光電管と同じＣｓ
−Ｔｅ光電面を持っている点が共通しているが、ガラス
バルブ内に各電極が設けられている点が相違している。The following Table 1 shows a photocell according to this embodiment and a conventional photocell manufactured by Hamamatsu Photonics KK (type name: R1).
228) is a table in which the radiation sensitivity characteristics are compared. This conventional type photocell has the same Cs as the photocell according to the present embodiment.
It has a common -Te photocathode, but differs in that each electrode is provided in the glass bulb.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】実験は、上表に示す通り、従来タイプの光
電管（Ｒ１２２８）は６個の試料（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
６）、本実施例による新タイプの光電管は５個の試料
（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）について行った。まず、各光電
管の光電面および陽極電極間に９０［Ｖ］の電圧Ｅbbを
印加した状態で水銀ランプの光を照射した。この水銀ラ
ンプから出射される光は主として２５４ｎｍの波長の紫
外光である。この時、各光電管の放射感度［ｎＡ／μ
Ｗ］は同表の最左欄にある「Ｓｕｖ（１）」に示され
る。つまり、従来タイプの試料Ｎｏ．１の光電管の放射
感度は１９．４７［ｎＡ／μＷ］、試料Ｎｏ．２の光電
管の放射感度は１１．６１［ｎＡ／μＷ］、…であるこ
とが示されている。同様に、新タイプの試料Ｎｏ．１の
光電管の放射感度は２２．４０［ｎＡ／μＷ］、試料Ｎ
ｏ．２の光電管の放射感度は１８．２３［ｎＡ／μ
Ｗ］、…であることが示されている。また、このＳｕｖ
（１）の右隣りにある「Ｓｕｖ（２）」と示された欄
は、光電面および陽極電極間に２５［Ｖ］の電圧Ｅbbを
印加した状態で、各光電管に水銀ランプ光を照射した時
の放射感度［ｎＡ／μＷ］を示している。In the experiment, as shown in the above table, the conventional type photocell (R1228) was made up of six samples (No. 1 to No. 1).
6), the new type photocell according to the present example was carried out on five samples (No. 1 to No. 5). First, the light of a mercury lamp was irradiated while a voltage E bb of 90 [V] was applied between the photocathode of each phototube and the anode electrode. The light emitted from this mercury lamp is mainly ultraviolet light having a wavelength of 254 nm. At this time, the radiation sensitivity of each phototube [nA / μ
W] is shown in “Suv (1)” in the leftmost column of the table. That is, the conventional type sample No. The radiation sensitivity of the photoelectric tube of No. 1 is 19.47 [nA / μW], and the sample No. It is shown that the photosensitivity of the second photocell is 11.61 [nA / μW], .... Similarly, a new type of sample No. The photosensitivity of photocell No. 1 is 22.40 [nA / μW], sample N
o. The photosensitivity of the second phototube is 18.23 [nA / μ
W], ... Also, this Suv
The column labeled “Suv (2)” to the right of (1) indicates that each photoelectric tube is irradiated with mercury lamp light with a voltage E bb of 25 [V] applied between the photocathode and the anode electrode. The radiation sensitivity [nA / μW] is shown.
【００２７】同表から、各光電管の放射感度は、従来タ
イプ，新タイプにかかわらずほぼ同様な感度が得られ、
また、新タイプの光電管において供給電圧Ｅbbを低くし
ても、光検出感度はほとんど変化しないことが確認され
た。From the table, the radiation sensitivity of each phototube is almost the same regardless of the conventional type and the new type.
It was also confirmed that the photodetection sensitivity of the new type photocell hardly changed even when the supply voltage E bb was lowered.
【００２８】次に、各光電管に９０［Ｖ］の電圧を供給
しつつ、水銀ランプ光に加えて１００［Ｗ］電球の光を
照射した。Ｓｕｖ（２）の右隣りにある「Ｓｕｖ（１）
＋Ｗ」と示された欄は、この時の各光電管の放射感度
［ｎＡ／μＷ］を示している。また、さらにこの欄の右
隣りにある「可視分Ｗ」と示された欄は、Ｓｕｖ（１）
＋Ｗと示された欄の放射感度のうち、１００［Ｗ］電球
の光照射に対応した放射感度分を示している。つまり、
この可視分Ｗの欄に示される放射感度値は、Ｓｕｖ
（１）＋Ｗの欄に示される放射感度値からＳｕｖ（１）
の欄に示される放射感度値を差し引いた値が示されてい
る。また、さらにこの欄の右隣りにある「可視分率Ｗ／
Ｓｕｖ（１）」と示された欄には、可視分Ｗの欄に示さ
れた放射感度値をＳｕｖ（１）の欄に示された放射感度
値で割った値が示されている。つまり、この欄の値は、
１００［Ｗ］電球光の水銀ランプ光に対する放射感度の
比率が百分率で示されている。Next, while supplying a voltage of 90 [V] to each photoelectric tube, light of a 100 [W] electric bulb was irradiated in addition to the light of the mercury lamp. “Suv (1)” to the right of Suv (2)
The column labeled “+ W” indicates the radiation sensitivity [nA / μW] of each photoelectric tube at this time. Further, the column to the right of this column, labeled “visible W”, is Suv (1)
Of the radiant sensitivities in the column labeled + W, the radiant sensitivity corresponding to the light irradiation of a 100 [W] electric bulb is shown. That is,
The radiation sensitivity value shown in the column of the visible component W is Suv
From the radiation sensitivity value shown in the column of (1) + W, Suv (1)
The value obtained by subtracting the radiation sensitivity value shown in the column is shown. In addition, "visible fraction W /
The column labeled "Suv (1)" shows the value obtained by dividing the radiation sensitivity value shown in the column of visible light W by the radiation sensitivity value shown in the column of Suv (1). So the value in this column is
The radiation sensitivity ratio of 100 [W] bulb light to mercury lamp light is shown in percentage.
【００２９】同表に示されるように、本実施例による新
タイプの光電管においても、１００［Ｗ］電球から可視
光が照射されても、２５４ｎｍの紫外光の検出感度には
ほとんど影響がないことが確認された。As shown in the table, even in the new type photocell according to the present embodiment, the visible light emitted from the 100 [W] bulb has almost no effect on the detection sensitivity of the ultraviolet light of 254 nm. Was confirmed.
【００３０】次に、この新タイプの光電管の電流−電圧
（Ｉ−Ｖ）特性と、上述した従来タイプの光電管のＩ−
Ｖ特性とを比較した結果を図５のグラフに示す。Next, the current-voltage (IV) characteristic of this new type photocell and the I-value of the conventional type photocell described above.
The result of comparison with the V characteristic is shown in the graph of FIG.
【００３１】同グラフの横軸は光電面および陽極電極間
に印加した電圧［Ｖ］を示している。縦軸は、各電圧印
加時に光電面に実際に流れた光電流の百分率を示してお
り、印加電圧９０［Ｖ］の下で２０［ｎＡ／μＷ］の放
射感度になる時に光電面に得られる電流を１００として
ある。また、実線で示されるＩ−Ｖ特性線は本実施例に
よる新タイプの光電管の特性、点線で示されるＩ−Ｖ特
性線は従来タイプの光電管の特性を示している。同グラ
フに示されるように各特性線はほぼ一致しており、新タ
イプおよび従来タイプのいずれのＩ−Ｖ特性もほとんど
変わらないことが理解される。The horizontal axis of the graph shows the voltage [V] applied between the photocathode and the anode electrode. The vertical axis represents the percentage of the photocurrent that actually flowed on the photocathode when each voltage was applied, and was obtained on the photocathode when the radiation sensitivity was 20 [nA / μW] under an applied voltage of 90 [V]. The current is 100. Further, the IV characteristic line shown by the solid line shows the characteristic of the new type photocell according to the present embodiment, and the IV characteristic line shown by the dotted line shows the characteristic of the conventional type phototube. As shown in the graph, the characteristic lines are almost the same, and it is understood that the IV characteristics of the new type and the conventional type are almost the same.
【００３２】このように本実施例による光電管は小型で
ありながら、従来の光電管と同程度の光検出感度を備え
ていることが実証された。As described above, it has been proved that the photocell according to this embodiment has a photodetection sensitivity comparable to that of the conventional phototube while being small in size.
【００３３】次に、本発明の第２の実施例による光電管
について図６を用いて説明する。Next, a photoelectric tube according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３４】上記実施例による光電管は同図（ａ）の略
側断面図に示すように、金属バルブ１１の一方の開口面
が受光面板１２、他方の開口面が金属ステム１３で塞が
れた構造を持ち、光電面１５から放出された光電子を陽
極電位に設定された金属バルブ１１や金属ステム１３等
に収集した。これに対して本実施例による光電管は、同
図（ｂ）の略側断面図に示すように、受光面板４１の内
壁面に光透過率の良好な導電膜４２が薄く蒸着され、こ
の導電膜４２が金属バルブ４３と電気的に接触している
構造を有している。このように光入射窓の裏面に導電膜
４２が形成されていても、入射光は導電膜４２を透過し
て光電面４４に到達し、光電面４４から光電子を放出さ
せる。この光電子は金属バルブ４３や金属ステム４５に
収集されるばかりでなく、導電膜４２においても収集さ
れる。従って、本実施例による光電管５１においては光
電面４４から放出される光電子がより効率よくアノード
電極に収集されるため、光電管５１の全長をより短くす
ることができる。このため、光電管のより一層の小型化
を図ることが可能になる。なお、導電膜４２は導電性を
有して光透過率の良いものならば何でも良い。In the photocell according to the above embodiment, one opening surface of the metal bulb 11 is closed by the light-receiving face plate 12 and the other opening surface is closed by the metal stem 13, as shown in the schematic side sectional view of FIG. Photoelectrons having a structure and emitted from the photocathode 15 were collected in the metal bulb 11 and the metal stem 13 set to the anode potential. On the other hand, in the photocell according to the present embodiment, as shown in the schematic side sectional view of FIG. 3B, the conductive film 42 having a good light transmittance is thinly vapor-deposited on the inner wall surface of the light-receiving face plate 41, and this conductive film is formed. 42 has a structure in which it is in electrical contact with the metal valve 43. Even if the conductive film 42 is formed on the back surface of the light incident window as described above, incident light passes through the conductive film 42, reaches the photoelectric surface 44, and emits photoelectrons from the photoelectric surface 44. The photoelectrons are collected not only by the metal bulb 43 and the metal stem 45 but also by the conductive film 42. Therefore, in the phototube 51 according to the present embodiment, photoelectrons emitted from the photocathode 44 are more efficiently collected in the anode electrode, so that the total length of the phototube 51 can be further shortened. Therefore, it is possible to further reduce the size of the photoelectric tube. The conductive film 42 may be made of any material as long as it has conductivity and good light transmittance.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
電面は、アノード電極を兼ねる金属容器内において真空
封止される。このため、光電管の機械的強度は増し、従
来のように光電管が破損するおそれは極めて小さくな
り、光電管の信頼性は向上する。また、容器内に陽極を
設ける必要がないため、光電管の小型化が図れ、量産に
適した取扱いの容易な構造の光電管が実現される。As described above, according to the present invention, the photocathode is vacuum-sealed in the metal container which also serves as the anode electrode. Therefore, the mechanical strength of the phototube is increased, the possibility that the phototube is damaged as in the conventional case is extremely reduced, and the reliability of the phototube is improved. Further, since it is not necessary to provide an anode in the container, the photoelectric tube can be downsized and a photoelectric tube having a structure suitable for mass production and having an easy handling can be realized.
【００３６】また、側管の一方の開口面を受光面板、他
方の開口面を金属ステムで塞いで金属容器を構成するこ
とにより、金属容器の真空封止は側管と金属ステムとを
溶接することによって行える。このため、気密容器内部
を真空封止するために容器を従来のように加熱する必要
はなく、ガラス材のクラックの問題は生じない。さら
に、加熱によって光電面が酸化することもなく、光電面
の特性が劣化することもない。また、加熱部および光電
面間に距離を確保するため、気密容器の長さを長くとる
必要もないため、容器内に陽極を設ける必要がないこと
とあいまって光電管の小型化を図ることができる。Further, by constructing a metal container by closing one opening surface of the side tube with the light receiving surface plate and closing the other opening surface with the metal stem, the side tube and the metal stem are welded by vacuum sealing of the metal container. It can be done by For this reason, it is not necessary to heat the container to vacuum-seal the inside of the airtight container as in the conventional case, and the problem of cracking of the glass material does not occur. Furthermore, the photocathode is not oxidized by heating, and the characteristics of the photocathode are not deteriorated. Further, since the distance between the heating unit and the photoelectric surface is secured, it is not necessary to increase the length of the airtight container, so that it is not necessary to provide an anode in the container, and the photoelectric tube can be downsized. .
【００３７】また、受光部の内面に金属容器に電気的に
接触している導電膜が設けられると、入射光に応じて光
電面から放出される光電子は効率よくアノード電極に収
集される。このため、金属容器をより小さく構成するこ
とが可能となり、光電間のより一層の小型化を図ること
が可能となる。Further, when the conductive film electrically contacting the metal container is provided on the inner surface of the light receiving portion, the photoelectrons emitted from the photocathode according to the incident light are efficiently collected in the anode electrode. Therefore, the metal container can be made smaller, and the photoelectric conversion device can be further miniaturized.
【図１】本発明の第１の実施例による光電管の斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view of a photoelectric tube according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施例による光電管の三面を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing three sides of a photocell according to the first embodiment.
【図３】第１の実施例による光電管の製造に用いられる
製造装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing apparatus used for manufacturing the photoelectric tube according to the first embodiment.
【図４】第１の実施例による光電管にケースを被せた図
である。FIG. 4 is a view of the photoelectric tube according to the first embodiment covered with a case.
【図５】第１の実施例による新タイプの光電管および従
来タイプの光電管の各電流−電圧特性を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing current-voltage characteristics of a new type photoelectric tube according to the first embodiment and a conventional type photoelectric tube.
【図６】本発明の第２の実施例による光電管を説明する
略側断面図である。FIG. 6 is a schematic side sectional view illustrating a photoelectric tube according to a second embodiment of the present invention.
【図７】従来の光電管の構造を示す略側断面図である。FIG. 7 is a schematic side sectional view showing the structure of a conventional photoelectric tube.
１１…金属バルブ（側管）、１２…受光面板、１３…金
属ステム、１４…金属排気管、１５…光電面（光電陰
極）、１６…陰極取り出し線、１７…テーパー状ハーメ
チックガラス、２１…第１の実施例による光電管、４２
…導電膜、５１…第２の実施例による光電管。11 ... Metal bulb (side tube), 12 ... Light receiving face plate, 13 ... Metal stem, 14 ... Metal exhaust pipe, 15 ... Photocathode (photocathode), 16 ... Cathode extraction line, 17 ... Tapered hermetic glass, 21 ... 42, photocell according to one embodiment
Conductive film, 51 Photocell according to the second embodiment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 勝美 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 野末 信夫 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 岡野 和芳 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 久嶋 浩之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Katsumi Inaba 1 1126, Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1126 Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Nobuo Nosue 1126, 1126 Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Kazuyoshi Okano 1126, Nomachi, Hamamatsu, Shizuoka Prefecture 1126 Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
Claims (3)
れた陽極電位が与えられる金属容器と、前記受光部を介
して入射する光を光電変換する前記金属容器内に設けら
れた光電面と、前記金属容器の気密状態を保ちつつ前記
金属容器の外部から前記光電面に陰極電位を伝える前記
金属容器と電気的に絶縁された陰極取り出し線とを備え
て構成されていることを特徴とする光電管。1. A metal container having a light-receiving portion on one end face and having a vacuum sealed interior to which an anodic potential is applied, and a metal container for photoelectrically converting light incident through the light-receiving portion. A photocathode, and a cathode extraction line electrically insulated from the metal container that transmits a cathode potential from the outside of the metal container to the photocathode while maintaining the airtight state of the metal container. Characteristic photoelectric tube.
この側管の一方の開口面を塞いで前記受光部を形成する
受光面板と、前記側管の他方の開口面を塞いで容器内部
を真空封止する前記側管に電気的に接触している金属ス
テムとから構成され、 前記光電面は、前記陰極取り出し線によって前記金属容
器内の前記受光部に対向する位置に固定され、 前記陰極取り出し線は、前記金属ステムに設けられた開
口部を貫通し、この開口部が絶縁材料で真空封止されて
いることを特徴とする請求項１記載の光電管。2. The metal container comprises a side tube made of metal,
The light-receiving face plate that closes one opening surface of the side tube to form the light-receiving portion, and the side tube that closes the other opening surface of the side tube to seal the inside of the container in vacuum are electrically contacted. The photocathode is fixed to a position facing the light receiving portion in the metal container by the cathode extraction line, and the cathode extraction line penetrates through an opening provided in the metal stem. The photoelectric tube according to claim 1, wherein the opening is vacuum-sealed with an insulating material.
けられ、この導電膜が前記金属容器に電気的に接触して
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光
電管。3. The light-transmitting conductive film is provided on the inner surface of the light-receiving portion, and the conductive film is in electrical contact with the metal container. Photocell.
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|---|---|---|---|
| JP25065093A JP3216944B2 (en) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | Phototube |
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| JP25065093A JP3216944B2 (en) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | Phototube |
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| JPH07105903A true JPH07105903A (en) | 1995-04-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1031971A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Hamamatsu Photonics Kk | Electronic tube |
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1993
- 1993-10-06 JP JP25065093A patent/JP3216944B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH1031971A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Hamamatsu Photonics Kk | Electronic tube |
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| JP3216944B2 (en) | 2001-10-09 |
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