JPH08222178A

JPH08222178A - 光電子増倍管

Info

Publication number: JPH08222178A
Application number: JP2810195A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakamura; 公嗣中村; Yoshio Fujita; 良雄藤田; Chiyoji Okuyama; 千代志奥山; Haruji Otsuka; 治司大塚
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-08-30
Also published as: EP0727808A1; DE69600547D1; EP0727808B1; DE69600547T2

Abstract

(57)【要約】【目的】宇宙線や環境γ線等によりガラスバルブで発
生する光によるノイズを抑制することのできる光電子増
倍管を提供することを目的とする。【構成】光電面（４）、集束電極（５）、電子増倍部
（６）及び陽極（１０）を内部に収めた真空密閉容器
（１１）を備える光電子増倍管において、真空密閉容器
を、光が入射され当該光を光電面（４）に導く透明部分
（２）と、黒色に着色された着色部分（３，１１）とを
備えるガラスバルブ（１）から構成したことを特徴とし
ている。この構成においては、宇宙線や環境γ線、或い
は、内部の電子増倍部（６）からの漏れ電子がガラスバ
ルブ（１）の着色部分（３，１１）に作用して発光を起
こしても、その光は着色部分（３，１１）の中で吸収さ
れるので、ノイズの原因となる光が光電面（４）に到達
することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光電子増倍管に関する。

【０００２】

【従来の技術】光電子増倍管は、高感度光検出器であ
り、光を光電子に変換する陰極、いわゆる光電面と、光
電面からの光電子を二次電子放出効果により増倍する電
子増倍部と、増倍された電子を出力信号として収集する
陽極とを真空密閉容器内に収めたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来一般の光電子増倍
管における真空密閉容器は透明なガラスバルブから構成
されている。ガラスバルブは、宇宙線或いは環境γ線が
入射されると、チェレンコフ光を発する場合がある。ま
た、電子増倍部で増倍中の電子がガラスバルブに衝突し
た場合にも発光を起こすことがある。

【０００４】このようにして生じた光は透明なガラスバ
ルブを透過し、その一部が光電面に入射して光電子を放
出させる虞れががある。かかる光電子が電子増倍部に導
かれると、電子増倍部にて増倍され、ノイズ信号として
検出されてしまう。

【０００５】このため、従来においては、透明なガラス
バルブの内周面又は外周面を金属で覆う手段、或いは、
ガラスバルブを金属製の真空容器とする手段等が考えら
れている。

【０００６】透明ガラスバルブの内周面を金属で覆った
場合、宇宙線や環境γ線により生じた光のガラスバルブ
内部への侵入を抑制することができる。しかしながら、
内周面の金属と電子増倍部との間で強電界が発生し、そ
のためにノイズが増加するという問題が生ずる。これ
は、バルブを金属製とする手段についても同様である。

【０００７】また、透明ガラスバルブの外周面を金属で
覆っただけでは、宇宙線や環境γ線等はこの金属を貫通
してしまうので、従来一般の透明ガラスバルブと同様、
チェレンコフ光が発生し、ノイズが生じてしまう。

【０００８】そこで、本発明の目的は、ガラスバルブで
発生する光によるノイズを抑制することのできる光電子
増倍管を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光電面、電子増倍部、集束電極及び陽極
を内部に収めた真空密閉容器を備える光電子増倍管にお
いて、真空密閉容器を、光が入射され当該光を光電面に
導く透明部分と、着色された着色部分とを備えるガラス
バルブから構成したことを特徴としている。

【００１０】より具体的には、光電子増倍管がヘッドオ
ン型の場合、即ち、両端が閉鎖され且つ一方の閉鎖端部
の内面に光電面が形成されている円筒形のガラスバルブ
が真空密閉容器として用いられている場合、光電面が形
成された側の閉鎖端部が透明部分とされ、ガラスバルブ
の側壁部が着色部分とされる。また、ガラスバルブの他
側の閉鎖部分を更に着色してもよい。尚、着色部分の色
としては黒色が好適である。

【００１１】

【作用】上記構成においては、宇宙線や環境γ線、或い
は、内部の電子増倍部からの漏れ電子がガラスバルブの
着色部分に衝突して光を生じても、その光は着色部分の
中で吸収されるため、当該光によるノイズの発生は低減
される。

【００１２】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。尚、図中、同一又は相当部分には
同一符号を用いることとし、以下の説明において、
「上」或いは「下」等の語は図面の上下に基づくものと
する。

【００１３】図１は、本発明が適用されたいわゆるヘッ
ドオン型の光電子増倍管を示している。この図におい
て、符号１は真空密閉容器としての円筒形状のガラスバ
ルブであり、その両端は閉鎖され、内部は真空に保たれ
ている。ここで、一方の閉鎖端部（図において上側の端
部）をヘッド部２、他方の閉鎖端部をステム部３と称す
ることとする。

【００１４】ヘッド部２の内面には、光電子放出材料が
堆積されて光電面４が形成されている。また、ガラスバ
ルブ１の内部空間内であって、ヘッド部２に対向する位
置には集束電極５が配置され、その下方位置に電子増倍
部６が配置されている。集束電極５には、光電面４から
の光電子を集束し電子増倍部６に導入するための開口７
が形成されている。

【００１５】電子増倍部６としては種々の型式がある
が、この実施例では、複数段のボックス・アンド・グリ
ッド形ダイノード８から構成されている。また、電子増
倍部６の最終段には板状ダイノード９が配置されてお
り、その前面には電子捕収用の陽極１０が配置されてい
る。

【００１６】更に、この光電子増倍管のガラスバルブ１
は従来のものと異なり、ヘッド部２のみが透明とされ、
他の部分、即ち円筒形の側壁部１１及びステム部３が着
色、好ましくは黒色に着色されている。

【００１７】このような構成において、高圧電源を接続
して光電面４と陽極９との間に電圧を印加し、ヘッド部
２に光Ｌを入射させると、その光Ｌはヘッド部２を透過
して光電面４に当たり、光電子を放出する。この光電子
は、集束電極５により電子増倍部６に導かれ、電子増倍
部６のダイノード８，９で二次電子放出効果により漸次
増倍され、陽極１０で出力信号とし捕収される。この動
作については、従来の構成と同様である。

【００１８】今、ガラスバルブ１の側壁部１１に、床、
壁等からの環境γ線や宇宙線等の外来放射線Ｒが入射し
たとすると、ガラスバルブ１の材料と外来放射線Ｒとの
相互作用により、側壁部１１の中でチェレンコフ光Ｃが
発生する。しかし、このチェレンコフ光Ｃは、黒色に着
色された側壁部１１の中で吸収されるため、ガラスバル
ブ１の内部空間或いは外部に放出されず、光電面４にま
で達する光は殆どない。そのため、検出されるノイズ信
号は大幅に低減される。

【００１９】更に、この外来放射線Ｒはガラスバルブ１
１の内部空間を貫通して、反対側の側壁部１１の内周面
から外周面に透過するが、その際にもチェレンコフ光Ｃ
を発する。このように反対側の側壁部１１で発するチェ
レンコフ光Ｃも黒色の側壁部１１において吸収され、ノ
イズ発生が抑制される。勿論、図示しないが、ステム部
３を透過する外来放射線によるチェレンコフ光について
も、同様にステム部３で吸収される。

【００２０】また、図１において、符号Ｅで示すよう
に、電子増倍部３から電子が漏れ出ることがある。この
漏れ電子Ｅがガラスバルブ１の側壁部１１又はステム部
３に達した場合にも発光を起こすことがあるが、チェレ
ンコフ光の場合と同様に、その光は黒色の側壁部１１又
はステム部３によって吸収される。

【００２１】次に、上述した構成の光電子増倍管と、透
明なガラスバルブを使用した従来一般の光電子増倍管と
の性能を比較するために行った実験の結果について述べ
る。この実験では、図２に示すように、暗室内に箱形の
鉛シールド２０を配置し、その内部にサンプルとして同
種の光電子増倍管２１，２２を対向配置した。これらの
光電子増倍管２１，２２には高圧電源２３を接続し、ま
た、これらの光電子増倍管２１，２２からの出力信号を
パルス加算回路２４及び高速同時計数回路２５にそれぞ
れ入力すると共に、パルス加算回路２４及び高速同時計
数回路２５からの出力信号を波高分析回路２６に入力す
ることとした。かかる実験装置は、宇宙線や環境γ線等
の外来放射線が鉛シールド２０を貫通して内部の２本の
光電子増倍管２１，２２に同時に作用してチェレンコフ
光を発生させた場合、その時に生じるノイズパルスをカ
ウントできるようにしたものである。

【００２２】この実験結果は図３に示す通りである。こ
の図において、横軸のサンプルａ〜ｃは、それぞれ、図
１の実施例により構成された光電子増倍管を対にしたも
のであり、これらのサンプルａ〜ｃでは、同時計数ノイ
ズは幾何平均で３．７１ＣＰＭとなった。一方、横軸の
サンプルｄ〜ｋは、全体が透明なガラスバルブを使用し
た従来一般の光電子増倍管を対にしたものである。これ
らのサンプルｄ〜ｋでは、同時計数ノイズは幾何平均で
４．４３ＣＰＭとなった。この実験結果から、図１の構
成による光電子増倍管は従来一般の光電子増倍管に比し
てノイズの発生が抑えられていることが分かる。

【００２３】尚、サンプルａ〜ｋの光電子増倍管の寸法
及び内部構造は全て同等とされている。また、サンプル
ａ〜ｃの光電子増倍管におけるガラスバルブの着色部
分、及び、サンプルｄ〜ｋの光電子増倍管におけるガラ
スバルブの組成は、次表の通りである。

【００２４】

【表１】

【００２５】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されないこと
はいうまでもない。

【００２６】例えば、上記実施例では、ガラスバルブ１
の側壁部１１及びステム部３を着色することとしている
が、ステム部３で発せられた光は電子増倍部６等により
遮断され、殆ど光電面４に到達しないため、図４に示す
ように、ステム部３は透明とし、側壁部１１のみを着色
するようにしてもよい。

【００２７】また、上記の表では、ガラスバルブ１の組
成中にＦｅ₂Ｏ₃及びＭｎＯを添加することで黒色に着
色することとしているが、着色のための組成は上記の表
のものに限られない。また、着色する色も黒色に限られ
ず、特定の波長の光を吸収したい場合には、その波長の
光を吸収する色としてもよい。

【００２８】更に、本発明はヘッドオン型の光電子増倍
管に限られず、他の型式、例えばサイドオン型の光電子
増倍管にも適用可能である。勿論、サイドオン型光電子
増倍管の場合には、反射型光電面に対向する光入射窓を
除いた部分を着色することになる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、宇
宙線や環境γ線、電磁増倍部からの漏れ電子等によりガ
ラスバルブで発生する光を効果的に吸収することがで
き、ノイズの発生を低減することができる。従って、本
発明による光電子増倍管は、液体シンチレーションカウ
ンタ、高エネルギ関係のニュートリノ検出、陽電崩壊の
確認実験等の微弱光測定において、特に有効に利用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光電子増倍管の一実施例を示す概
略断面図である。

【図２】本発明による光電子増倍管と従来の光電子増倍
管との性能を比較するための実験装置を示す概略説明図
である。

【図３】図２の実験装置による実験結果を示すグラフで
ある。

【図４】本発明による光電子増倍管の別の実施例を示す
概略断面図である。

【符号の説明】

１…ガラスバルブ、２…ヘッド部、３…ステム部、４…
光電面、５…集束電極、６…電子増倍部、７…開口、
８，９…ダイノード、１０…陽極、１１…側壁部、２０
…鉛シールド、２１，２２…光電子増倍管、２３…高圧
電源、２４…パルス加算回路、２５…高速同時計数回
路、２６…波高分析回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大塚治司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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を受けることで光電子を放出する光電
面と、前記光電面から放出された光電子を増倍する電子
増倍部と、前記光電面からの光電子を前記電子増倍部に
導く集束電極と、前記電子増倍部で増倍された電子を捕
収する陽極と、前記光電面、前記電子増倍部、前記集束
電極及び前記陽極を内部に収めた真空密閉容器とを備え
る光電子増倍管において、前記真空密閉容器が、光が入射され当該光を前記光電面
に導く透明部分と、着色された着色部分とを備えるガラ
スバルブから成ることを特徴とする光電子増倍管。
【請求項２】前記ガラスバルブが、両端が閉鎖され且
つ一方の閉鎖端部の内面に前記光電面が形成されている
略円筒形のガラスバルブである場合において、前記透明
部分は前記ガラスバルブの前記一方の閉鎖端部であり、
前記着色部分は前記ガラスバルブの側壁部であることを
特徴とする請求項１記載の光電子増倍管。
【請求項３】前記着色部分は更に前記ガラスバルブの
他方の閉鎖端部を含むことを特徴とする請求項２記載の
光電子増倍管。
【請求項４】前記着色部分の色が黒色であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電子増
倍管。