JPH09298032A - 電子ビーム発生装置 - Google Patents
電子ビーム発生装置Info
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- JPH09298032A JPH09298032A JP10986796A JP10986796A JPH09298032A JP H09298032 A JPH09298032 A JP H09298032A JP 10986796 A JP10986796 A JP 10986796A JP 10986796 A JP10986796 A JP 10986796A JP H09298032 A JPH09298032 A JP H09298032A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短波長の駆動用レーザ光源を用いることな
く、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が高
く、ダーク電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎが
小さい電子ビーム発生装置を得る。 【解決手段】 モードロックＹＡＧレーザ１３の駆動用
レーザ光が照射される光電陰極１２を、アルカリ金属と
Ｐｂとの合金により形成する。これにより、室温〜２０
０℃で、１×１０ー3〜１０ー4の量子効率が得られ、駆動
用レーザ装置の出力が小さくて済む。また、モードロッ
クＹＡＧレーザ（３倍波）のレーザ光強度の揺らぎが小
さいので、自由電子レーザのレーザ発振の効率が高くな
る。さらに、長寿命動作が実現できる。
く、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が高
く、ダーク電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎが
小さい電子ビーム発生装置を得る。 【解決手段】 モードロックＹＡＧレーザ１３の駆動用
レーザ光が照射される光電陰極１２を、アルカリ金属と
Ｐｂとの合金により形成する。これにより、室温〜２０
０℃で、１×１０ー3〜１０ー4の量子効率が得られ、駆動
用レーザ装置の出力が小さくて済む。また、モードロッ
クＹＡＧレーザ（３倍波）のレーザ光強度の揺らぎが小
さいので、自由電子レーザのレーザ発振の効率が高くな
る。さらに、長寿命動作が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自由電子レーザ用
などの電子ビームを発生する電子ビーム発生装置に関す
る。
などの電子ビームを発生する電子ビーム発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば自由電子レーザ（Free E
lectron Laser;ＦＥＬ）用の電子ビームとしては、高い
ピーク電流、低いエミッタンス等の特性を持つ高輝度な
ビームが要求されており、加速器への入射系として、駆
動用のレーザ光を照射するレーザ装置と、半導体、金属
単体、金属化合物からなる光電陰極を用いた光電子源と
が利用されている。そして、光電陰極の材料の特性とし
ては、高い量子効率、長い動作寿命、放出光電流の安定
性、ｐｓ電子パルスの発生が可能な応答性等が要求さ
れ、このような要求を満足する実用的な光電陰極につい
て種々の研究が続けられている。
lectron Laser;ＦＥＬ）用の電子ビームとしては、高い
ピーク電流、低いエミッタンス等の特性を持つ高輝度な
ビームが要求されており、加速器への入射系として、駆
動用のレーザ光を照射するレーザ装置と、半導体、金属
単体、金属化合物からなる光電陰極を用いた光電子源と
が利用されている。そして、光電陰極の材料の特性とし
ては、高い量子効率、長い動作寿命、放出光電流の安定
性、ｐｓ電子パルスの発生が可能な応答性等が要求さ
れ、このような要求を満足する実用的な光電陰極につい
て種々の研究が続けられている。
【０００３】従来では、自由電子レーザの入射系用の光
電陰極として、寿命、安定性、応答性の点で他の材料と
比較して大きな優位性を持つ金属または金属化合物から
なる光電陰極が注目されている。例えば、Nuclear Inst
ruments and Methods in Physics Research A358(1995)
272-275には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｍ、Ｙ、Ｂａ等の単体金
属や金属化合物からなる光電陰極が開示され、レーザー
研究，第23巻第1号，p55-67（1995年1月）には、ＬａＢ
6のような金属化合物からなる光電陰極が開示されてい
る。
電陰極として、寿命、安定性、応答性の点で他の材料と
比較して大きな優位性を持つ金属または金属化合物から
なる光電陰極が注目されている。例えば、Nuclear Inst
ruments and Methods in Physics Research A358(1995)
272-275には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｍ、Ｙ、Ｂａ等の単体金
属や金属化合物からなる光電陰極が開示され、レーザー
研究，第23巻第1号，p55-67（1995年1月）には、ＬａＢ
6のような金属化合物からなる光電陰極が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｍ、
Ｙ、Ｂａ等の単体金属を用いると、確かに長寿命とな
り、ダーク電流（熱電流）がほとんどないものの、比較
的仕事関数が高く、例えば、ＹＡＧレーザの４倍高調波
の２６６ｎｍの短波長の駆動用レーザ光源が必要とな
り、レーザの種類が限られるという問題があった。特
に、パルス列で電子ビームが要求される自由電子レーザ
への応用の場合、モードロックＹＡＧレーザの４倍高調
波のレーザ光源では光強度の揺らぎが大きいため、レー
ザ発振の効率が下がるという問題があった。また、上記
単体金属の仕事関数が高いことから、その量子効率はほ
とんどが１０-4以下と低く、より高い駆動用レーザ光出
力が必要であった。
Ｙ、Ｂａ等の単体金属を用いると、確かに長寿命とな
り、ダーク電流（熱電流）がほとんどないものの、比較
的仕事関数が高く、例えば、ＹＡＧレーザの４倍高調波
の２６６ｎｍの短波長の駆動用レーザ光源が必要とな
り、レーザの種類が限られるという問題があった。特
に、パルス列で電子ビームが要求される自由電子レーザ
への応用の場合、モードロックＹＡＧレーザの４倍高調
波のレーザ光源では光強度の揺らぎが大きいため、レー
ザ発振の効率が下がるという問題があった。また、上記
単体金属の仕事関数が高いことから、その量子効率はほ
とんどが１０-4以下と低く、より高い駆動用レーザ光出
力が必要であった。
【０００５】一方、ＬａＢ6の金属化合物を用いる場
合、その光電陰極を加熱することで量子効率の向上を図
っており、波長３５５ｎｍで、１０-4台（１０００℃）
の量子効率を得ている。しかし、室温における量子効率
は低い。量子効率を上げるために加熱しているので、パ
ルス的な光電流のみでなく、熱電子放出によるダーク電
流が発生する。例えば、１０００℃の加熱で、光電流の
１／１００もの熱電流が発生してしまう。これは、不必
要な電子ビームであり、実用上好ましくない。また、高
温加熱しながら、同時に駆動用レーザ光も照射している
ので、温度を一定に維持することが難しく、発生する電
子ビームのピーク電流強度が揺らぐという問題があっ
た。
合、その光電陰極を加熱することで量子効率の向上を図
っており、波長３５５ｎｍで、１０-4台（１０００℃）
の量子効率を得ている。しかし、室温における量子効率
は低い。量子効率を上げるために加熱しているので、パ
ルス的な光電流のみでなく、熱電子放出によるダーク電
流が発生する。例えば、１０００℃の加熱で、光電流の
１／１００もの熱電流が発生してしまう。これは、不必
要な電子ビームであり、実用上好ましくない。また、高
温加熱しながら、同時に駆動用レーザ光も照射している
ので、温度を一定に維持することが難しく、発生する電
子ビームのピーク電流強度が揺らぐという問題があっ
た。
【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、短波長の駆動用レーザ光源を用いること
なく、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が
高く、ダーク電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎ
が小さい電子ビーム発生装置を提供することを目的とす
る。
されたもので、短波長の駆動用レーザ光源を用いること
なく、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が
高く、ダーク電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎ
が小さい電子ビーム発生装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、電子ビーム発生装置におい
て、駆動用レーザ光が照射される光電陰極をアルカリ金
属とＰｂとの合金により形成することとした。
に、請求項１に係る発明は、電子ビーム発生装置におい
て、駆動用レーザ光が照射される光電陰極をアルカリ金
属とＰｂとの合金により形成することとした。
【０００８】Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属と
Ｐｂとの金属化合物（合金）により形成した光電陰極
は、例えばイオンポンプで排気した真空チャンバ内で用
いる。この光電陰極は、化学的に安定で、残留ガスの影
響が少なく、長寿命であり、量子効率が良好で、ダーク
電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎが小さい。
Ｐｂとの金属化合物（合金）により形成した光電陰極
は、例えばイオンポンプで排気した真空チャンバ内で用
いる。この光電陰極は、化学的に安定で、残留ガスの影
響が少なく、長寿命であり、量子効率が良好で、ダーク
電流がほとんどなく、ピーク電流の揺らぎが小さい。
【０００９】駆動用レーザ光源としては、ＹＡＧレー
ザ、ＹＬＦレーザ、Ｎ2レーザ、ＫｒＦエキシマレー
ザ、ＸｅＣｌエキシマレーザ等のパルスレーザ光源、Ａ
ｒイオンレーザのようなＣＷレーザ光源等を用いること
ができる。
ザ、ＹＬＦレーザ、Ｎ2レーザ、ＫｒＦエキシマレー
ザ、ＸｅＣｌエキシマレーザ等のパルスレーザ光源、Ａ
ｒイオンレーザのようなＣＷレーザ光源等を用いること
ができる。
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に係る電
子ビーム発生装置において、アルカリ金属とＰｂとの合
金をＣｓにより活性化したことを特徴とする。
子ビーム発生装置において、アルカリ金属とＰｂとの合
金をＣｓにより活性化したことを特徴とする。
【００１１】アルカリ金属とＰｂとの合金をＣｓにより
活性化することによって、更に量子効率が向上する。
活性化することによって、更に量子効率が向上する。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に係る発明において、光電陰極を２種以上のアルカリ金
属とＰｂとの複合合金により形成することを特徴とす
る。
に係る発明において、光電陰極を２種以上のアルカリ金
属とＰｂとの複合合金により形成することを特徴とす
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、実施形態で用いるＣｓーＰ
ｂ合金の製造方法について、図４に基づき説明する。
ｂ合金の製造方法について、図４に基づき説明する。
【００１４】予め、ガラス容器にＣｓ片１を収容したＣ
ｓアンプル２と、有底円筒状の底部中央を開口したガラ
スチューブ内にショット状のＰｂ片３を収容したＰｂ試
料管４とを用意する。また、最終的にＣｓーＰｂ合金を
入れる金属カソード容器５を用意する。この金属カソー
ド容器５は、Ｐｂ試料管４と同一径の有底円筒状に形成
され、その底部には保持棒６が取り付けられている。そ
して、図４に示すように、金属カソード容器５上にＰｂ
試料管４を載せ、さらにその上方にＣｓアンプル２を配
置する。また、これらの外側をガラス容器７で囲み、下
方からＡｒガスを供給できるようにしておく。
ｓアンプル２と、有底円筒状の底部中央を開口したガラ
スチューブ内にショット状のＰｂ片３を収容したＰｂ試
料管４とを用意する。また、最終的にＣｓーＰｂ合金を
入れる金属カソード容器５を用意する。この金属カソー
ド容器５は、Ｐｂ試料管４と同一径の有底円筒状に形成
され、その底部には保持棒６が取り付けられている。そ
して、図４に示すように、金属カソード容器５上にＰｂ
試料管４を載せ、さらにその上方にＣｓアンプル２を配
置する。また、これらの外側をガラス容器７で囲み、下
方からＡｒガスを供給できるようにしておく。
【００１５】このような準備を完了した後、Ｃｓ片１や
Ｐｂ片３を溶かす前に、ガラス容器７の下からＡｒガス
を流し、酸化を防ぐようにする。次に、図示を省略した
高周波コイルによって、ショット状のＰｂ片３を溶ける
寸前まで加熱し、水分、酸素を取り除く。さらに、Ｃｓ
アンプル２を加熱し、Ｃｓ片１が溶けたＣｓ融液をＰｂ
片３の中に溶かし込み、両者が混ざったところで、最後
にＰｂ試料管４を加熱して、全体を完全に溶かし、金属
カソード容器５に入れて、冷えるまで放置する。
Ｐｂ片３を溶かす前に、ガラス容器７の下からＡｒガス
を流し、酸化を防ぐようにする。次に、図示を省略した
高周波コイルによって、ショット状のＰｂ片３を溶ける
寸前まで加熱し、水分、酸素を取り除く。さらに、Ｃｓ
アンプル２を加熱し、Ｃｓ片１が溶けたＣｓ融液をＰｂ
片３の中に溶かし込み、両者が混ざったところで、最後
にＰｂ試料管４を加熱して、全体を完全に溶かし、金属
カソード容器５に入れて、冷えるまで放置する。
【００１６】ここで、アルカリ金属とＰｂとの合金の組
成比は、例えばＣｓーＰｂ合金の場合、作成時の重量
を、Ｃｓ：１ｇ、Ｐｂ：２０ｇ（重量比はＣｓ：４．８
％、Ｐｂ：９５．２％、原子数比はＣｓ：７．２％、Ｐ
ｂ：９２．８％）とする。また、Ｎａ／ＫーＰｂ複合合
金の場合、作成時の重量を、Ｎａ：１０ｇ、Ｋ：２５
ｇ、Ｐｂ：４７８ｇ（重量比はＮａ：１．９％、Ｋ：
４．９％、Ｐｂ：９３．２％、原子数比はＮａ：２．５
％、Ｋ：２１．２％、Ｐｂ：７６．３％）とする。
成比は、例えばＣｓーＰｂ合金の場合、作成時の重量
を、Ｃｓ：１ｇ、Ｐｂ：２０ｇ（重量比はＣｓ：４．８
％、Ｐｂ：９５．２％、原子数比はＣｓ：７．２％、Ｐ
ｂ：９２．８％）とする。また、Ｎａ／ＫーＰｂ複合合
金の場合、作成時の重量を、Ｎａ：１０ｇ、Ｋ：２５
ｇ、Ｐｂ：４７８ｇ（重量比はＮａ：１．９％、Ｋ：
４．９％、Ｐｂ：９３．２％、原子数比はＮａ：２．５
％、Ｋ：２１．２％、Ｐｂ：７６．３％）とする。
【００１７】図５および図６に、上記のような作製方法
で得たＣｓーＰｂ合金およびＮａ／ＫーＰｂ複合合金
（Ｃｓ活性を行ったもの）の各テスト管の量子効率と放
射感度の測定結果を示す。図５および図６ともに、縦軸
に量子効率（％）と放射感度（ｍＡ／ｗ）をとり、横軸
に波長（ｎｍ）をとったもので、実線が量子効率を、破
線が放射感度を示す。
で得たＣｓーＰｂ合金およびＮａ／ＫーＰｂ複合合金
（Ｃｓ活性を行ったもの）の各テスト管の量子効率と放
射感度の測定結果を示す。図５および図６ともに、縦軸
に量子効率（％）と放射感度（ｍＡ／ｗ）をとり、横軸
に波長（ｎｍ）をとったもので、実線が量子効率を、破
線が放射感度を示す。
【００１８】図から判るように、３５０ｎｍの波長で、
ＣｓーＰｂ管では１．４×１０ー4（図５参照）、Ｃｓに
より活性化したＮａ／ＫーＰｂ管では１．２×１０
ー3（図６参照）の量子効率が得られた。
ＣｓーＰｂ管では１．４×１０ー4（図５参照）、Ｃｓに
より活性化したＮａ／ＫーＰｂ管では１．２×１０
ー3（図６参照）の量子効率が得られた。
【００１９】また、実験では、ＣｓーＰｂ管を加熱する
ことにより、量子効率が向上し、１８７℃で４．５×１
０ー4（平均電流１２．８μＡ）が得られ、この合金の場
合、加熱により量子効率が向上することが判った。
ことにより、量子効率が向上し、１８７℃で４．５×１
０ー4（平均電流１２．８μＡ）が得られ、この合金の場
合、加熱により量子効率が向上することが判った。
【００２０】上記のようにして製造したアルカリ金属と
Ｐｂとの合金を材料として光電陰極を作製した電子ビー
ム発生装置は、図１に示すような自由電子レーザ用の電
子ビーム発生装置として利用される。
Ｐｂとの合金を材料として光電陰極を作製した電子ビー
ム発生装置は、図１に示すような自由電子レーザ用の電
子ビーム発生装置として利用される。
【００２１】自由電子レーザに用いる場合に要求される
電子源（光電陰極）の性能としては、例えば、電流密度
３００Ａ／ｃｍ2、ビームサイズφ３ｍｍ以下、パルス
幅１０ｐｓ、電子数１．３×１０9個／パルス、光電子
エネルギー幅０．３ｅＶ未満である。
電子源（光電陰極）の性能としては、例えば、電流密度
３００Ａ／ｃｍ2、ビームサイズφ３ｍｍ以下、パルス
幅１０ｐｓ、電子数１．３×１０9個／パルス、光電子
エネルギー幅０．３ｅＶ未満である。
【００２２】図１の装置は、加熱・Ｃｓ活性用の真空チ
ャンバ１１内に、アルカリ金属とＰｂとの合金により形
成した光電陰極１２を配置し、この光電陰極１２にモー
ドロックＹＡＧレーザ（３倍波）１３からミラー１４を
介して駆動用レーザ光を照射することができる構成とな
っている。また、光電陰極１２には、自由電子レーザ用
加速器１５が対向して配置されている。
ャンバ１１内に、アルカリ金属とＰｂとの合金により形
成した光電陰極１２を配置し、この光電陰極１２にモー
ドロックＹＡＧレーザ（３倍波）１３からミラー１４を
介して駆動用レーザ光を照射することができる構成とな
っている。また、光電陰極１２には、自由電子レーザ用
加速器１５が対向して配置されている。
【００２３】この装置では、真空チャンバ１１中の光電
陰極１２上に、ミラー１４を介してモードロックＹＡＧ
レーザ１３からのパルス列状の駆動用レーザ光（波長３
５５ｎｍ）を照射し、この光電陰極１２からパルス列状
の電子ビームを放出させ、これを自由電子レーザ用加速
器１５に入射する。
陰極１２上に、ミラー１４を介してモードロックＹＡＧ
レーザ１３からのパルス列状の駆動用レーザ光（波長３
５５ｎｍ）を照射し、この光電陰極１２からパルス列状
の電子ビームを放出させ、これを自由電子レーザ用加速
器１５に入射する。
【００２４】図２に、加熱・Ｃｓ活性用の真空チャンバ
１１の詳細を示す。
１１の詳細を示す。
【００２５】チャンバ２０内には、軸方向に進退自在の
トランスファロッド２１がベローズ２２を介して気密に
導入されている。このトランスファロッド２１の内端部
には、カソードホルダ２３が取り付けられており、カソ
ードホルダ２３の先端には、アルカリ金属とＰｂとの合
金からなる光電陰極１２が取り付けられている。また、
カソードホルダ２３には、電流フィードスルー２４ａに
接続されたヒータ２５が内蔵されており、光電陰極１２
を加熱することができるようになっている。
トランスファロッド２１がベローズ２２を介して気密に
導入されている。このトランスファロッド２１の内端部
には、カソードホルダ２３が取り付けられており、カソ
ードホルダ２３の先端には、アルカリ金属とＰｂとの合
金からなる光電陰極１２が取り付けられている。また、
カソードホルダ２３には、電流フィードスルー２４ａに
接続されたヒータ２５が内蔵されており、光電陰極１２
を加熱することができるようになっている。
【００２６】さらに、チャンバ２０内には、カソードホ
ルダ２３が後退したときのホルダ先端近傍に、電流フィ
ードスルー２４ｂ，２４ｃを介して通電することにより
Ｃｓを蒸発することができるようにＣｓ源２６が設置さ
れており、光電陰極１２を加熱しながらＣｓ活性を行う
ことができるようになっている。また、チャンバ２０に
おけるＣｓ源２６の下方には、光電陰極１２の量子効率
を測定できるように、感度モニタ用の窓２７が形成され
ている。
ルダ２３が後退したときのホルダ先端近傍に、電流フィ
ードスルー２４ｂ，２４ｃを介して通電することにより
Ｃｓを蒸発することができるようにＣｓ源２６が設置さ
れており、光電陰極１２を加熱しながらＣｓ活性を行う
ことができるようになっている。また、チャンバ２０に
おけるＣｓ源２６の下方には、光電陰極１２の量子効率
を測定できるように、感度モニタ用の窓２７が形成され
ている。
【００２７】チャンバ２０のゲートバルブ２８側には、
光電陰極１２を取り付けたカソードホルダ２３の先端部
を挿入してこれを保持することができるようなカソード
保持孔２９が形成されている。そして、カソード保持孔
２９の近傍には、加速電極３０が配置されており、この
加速電極３０を通してレーザ光３１を光電陰極１２に照
射できるようになっている。
光電陰極１２を取り付けたカソードホルダ２３の先端部
を挿入してこれを保持することができるようなカソード
保持孔２９が形成されている。そして、カソード保持孔
２９の近傍には、加速電極３０が配置されており、この
加速電極３０を通してレーザ光３１を光電陰極１２に照
射できるようになっている。
【００２８】なお、図２において破線で示すように、チ
ャンバ２０全体は加熱（ベーキング）することができる
ようになっている。３２は、チャンバ２０の真空排気用
穴である。
ャンバ２０全体は加熱（ベーキング）することができる
ようになっている。３２は、チャンバ２０の真空排気用
穴である。
【００２９】このような構成の装置において光電子を放
出させるには、まず、ゲートバルブ２８を閉め、真空排
気用穴３２を通じて、チャンバ２０内を１０ー8Torrの真
空度まで排気する。排気後、チャンバ２０全体のベーキ
ング処理を行う。ベーキングの温度は、光電陰極１２を
形成する合金の融点の関係で、２００℃程度を限界値と
する。また、Ｃｓ活性を行うには、電流フィードスルー
２４ｂ，２４ｃを介して通電し、Ｃｓの蒸発を行う。次
に、感度モニタ用の窓２７から光電陰極１２にレーザ光
を入射し、光電陰極１２の量子効率を測定する。量子効
率を確認した後、ゲートバルブ２８を開け、トランスフ
ァロッド２１により、カソードホルダ２３をカソード保
持孔２９まで移動させて、光電陰極１２を加速電極３０
側に露出させる。
出させるには、まず、ゲートバルブ２８を閉め、真空排
気用穴３２を通じて、チャンバ２０内を１０ー8Torrの真
空度まで排気する。排気後、チャンバ２０全体のベーキ
ング処理を行う。ベーキングの温度は、光電陰極１２を
形成する合金の融点の関係で、２００℃程度を限界値と
する。また、Ｃｓ活性を行うには、電流フィードスルー
２４ｂ，２４ｃを介して通電し、Ｃｓの蒸発を行う。次
に、感度モニタ用の窓２７から光電陰極１２にレーザ光
を入射し、光電陰極１２の量子効率を測定する。量子効
率を確認した後、ゲートバルブ２８を開け、トランスフ
ァロッド２１により、カソードホルダ２３をカソード保
持孔２９まで移動させて、光電陰極１２を加速電極３０
側に露出させる。
【００３０】光電子を放出させる際は、加速電極３０側
から駆動用のレーザ光３１を光電陰極１２に照射する。
から駆動用のレーザ光３１を光電陰極１２に照射する。
【００３１】なお、量子効率を上げるために、光電陰極
１２の加熱が必要なときは、カソードホルダ２３内のヒ
ータ２５に電流フィードスルー２４ａから通電し、光電
陰極１２を加熱する。この場合、光電陰極１２の加熱温
度は、ベーキングと同様に、その合金の融点の関係で、
２００℃程度を限界値とする。
１２の加熱が必要なときは、カソードホルダ２３内のヒ
ータ２５に電流フィードスルー２４ａから通電し、光電
陰極１２を加熱する。この場合、光電陰極１２の加熱温
度は、ベーキングと同様に、その合金の融点の関係で、
２００℃程度を限界値とする。
【００３２】また、Ｃｓ活性処理を行った光電陰極１２
で、通常運転後、かなり感度が下がってきた場合には、
光電陰極１２をトランスファロッド２１により引き戻し
（後退させ）、最初と同じ工程により、Ｃｓ活性化を行
うとよい。
で、通常運転後、かなり感度が下がってきた場合には、
光電陰極１２をトランスファロッド２１により引き戻し
（後退させ）、最初と同じ工程により、Ｃｓ活性化を行
うとよい。
【００３３】本実施形態の電子ビーム発生装置を用いれ
ば、室温〜２００℃で、１×１０ー3〜１０ー4の量子効率
が得られ、駆動用レーザ装置の出力が小さくて済む。ま
た、モードロックＹＡＧレーザ（３倍波）のレーザ光強
度の揺らぎが小さいので、ＦＥＬのレーザ発振の効率が
高くなる。さらに、開放系（真空チャンバ内）における
長寿命動作が実現できる。
ば、室温〜２００℃で、１×１０ー3〜１０ー4の量子効率
が得られ、駆動用レーザ装置の出力が小さくて済む。ま
た、モードロックＹＡＧレーザ（３倍波）のレーザ光強
度の揺らぎが小さいので、ＦＥＬのレーザ発振の効率が
高くなる。さらに、開放系（真空チャンバ内）における
長寿命動作が実現できる。
【００３４】また、本実施形態の電子ビーム発生装置
は、表面分析装置として、図３に示すような時間分解電
子線回折装置への応用ができる。
は、表面分析装置として、図３に示すような時間分解電
子線回折装置への応用ができる。
【００３５】図３に示す装置において、加熱・Ｃｓ活性
用の真空チャンバ１１内に、アルカリ金属とＰｂとの合
金により形成した光電陰極１２を配置する構成、この光
電陰極１２にモードロックＹＡＧレーザ（３倍波）１３
からミラー１４を介して駆動用レーザ光を照射する構成
は、それぞれ図１に示す装置と同様である。この装置で
は、光電陰極１２から放出される電子ビームを試料４０
に照射し、回折像検出器４１により情報を得ることを特
徴とする。
用の真空チャンバ１１内に、アルカリ金属とＰｂとの合
金により形成した光電陰極１２を配置する構成、この光
電陰極１２にモードロックＹＡＧレーザ（３倍波）１３
からミラー１４を介して駆動用レーザ光を照射する構成
は、それぞれ図１に示す装置と同様である。この装置で
は、光電陰極１２から放出される電子ビームを試料４０
に照射し、回折像検出器４１により情報を得ることを特
徴とする。
【００３６】つまり、モードロックＹＡＧレーザ３か
ら、よりエネルギーが高く、ピーク強度の少ないＹＡＧ
第三高調波（３５５ｎｍ）の駆動用レーザ光を光電陰極
１２に照射し、ｐｓのパルス電子ビームを発生させ、こ
のビームを固体・気体試料４０に照射し、回折像検出器
４１で検出し、電子線回折像の時間変化を測定すること
で、試料４０の原子・分子構造変化（相転移、分子振動
等）に関する情報を引き出すものである。
ら、よりエネルギーが高く、ピーク強度の少ないＹＡＧ
第三高調波（３５５ｎｍ）の駆動用レーザ光を光電陰極
１２に照射し、ｐｓのパルス電子ビームを発生させ、こ
のビームを固体・気体試料４０に照射し、回折像検出器
４１で検出し、電子線回折像の時間変化を測定すること
で、試料４０の原子・分子構造変化（相転移、分子振動
等）に関する情報を引き出すものである。
【００３７】本実施形態の電子ビーム発生装置を用いれ
ば、ｐｓ電子パルスの発生が可能な応答性を満足し、良
好な電子線回折像を得ることができる。
ば、ｐｓ電子パルスの発生が可能な応答性を満足し、良
好な電子線回折像を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明の電子ビーム発生
装置によれば、短波長の駆動用レーザ光源を用いること
なく、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が
高く、低温（２００℃以下）動作のために、ダーク電流
が非常に少なく、ピーク電流の揺らぎが小さい。
装置によれば、短波長の駆動用レーザ光源を用いること
なく、また高いレーザ光出力としなくても、量子効率が
高く、低温（２００℃以下）動作のために、ダーク電流
が非常に少なく、ピーク電流の揺らぎが小さい。
【００３９】また、Ｃｓにより活性化を行なった場合
は、より高い量子効率が得られる。
は、より高い量子効率が得られる。
【図１】本発明の電子ビーム発生装置を自由電子レーザ
に適用した例を示す概略構成図である。
に適用した例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の電子ビーム発生装置における加熱・Ｃ
ｓ活性用のチャンバを示す概略構成図である。
ｓ活性用のチャンバを示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子ビーム発生装置を時間分解能電子
線回折装置に適用した例を示す概略構成図である。
線回折装置に適用した例を示す概略構成図である。
【図４】アルカリ金属とＰｂとの合金を製造する装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図５】ＣｓーＰｂ合金の量子効率および放射感度を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】Ｎａ／ＫーＰｂ複合合金（Ｃｓ活性したもの）
の量子効率および放射感度を示すグラフである。
の量子効率および放射感度を示すグラフである。
１…Ｃｓ片、３…Ｐｂ片、１１…真空チャンバ、１２…
光電陰極、１３…モードロックＹＡＧレーザ、１５…自
由電子レーザ用加速器、２６…Ｃｓ源、３１…レーザ光
光電陰極、１３…モードロックＹＡＧレーザ、１５…自
由電子レーザ用加速器、２６…Ｃｓ源、３１…レーザ光
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 例 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 (3)
- 【請求項１】 駆動用レーザ光が照射される光電陰極を
アルカリ金属とＰｂとの合金により形成したことを特徴
とする電子ビーム発生装置。 - 【請求項２】 前記合金をＣｓにより活性化したことを
特徴とする請求項１記載の電子ビーム発生装置。 - 【請求項３】 前記合金は、２種以上のアルカリ金属と
Ｐｂとの複合合金であることを特徴とする請求項１また
は２記載の電子ビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10986796A JPH09298032A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 電子ビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10986796A JPH09298032A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 電子ビーム発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298032A true JPH09298032A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14521217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10986796A Pending JPH09298032A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 電子ビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09298032A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045368A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子線発生装置及び光電面収容カートリッジ |
| KR101104484B1 (ko) * | 2009-07-06 | 2012-01-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 펨토초 전자빔 발생장치 |
| WO2015008561A1 (ja) * | 2013-07-16 | 2015-01-22 | 国立大学法人名古屋大学 | 電子親和力の低下処理装置に用いられる活性化容器及びキット、該キットを含む電子親和力の低下処理装置、フォトカソード電子ビーム源、並びに、フォトカソード電子ビーム源を含む電子銃、自由電子レーザー加速器、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、電子線フォログラフィー顕微鏡、電子線描画装置、電子線回折装置及び電子線検査装置 |
| WO2018186294A1 (ja) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | 株式会社Ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｏｕｌ | 電子線発生装置、および、電子線適用装置 |
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| US11842879B2 (en) | 2020-09-09 | 2023-12-12 | Photo Electron Soul Inc. | Electron gun, electron gun component, electron beam applicator, and alignment method |
-
1996
- 1996-04-30 JP JP10986796A patent/JPH09298032A/ja active Pending
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| JP2015022810A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-02 | 国立大学法人名古屋大学 | 電子親和力の低下処理装置に用いられる活性化容器及びキット、該キットを含む電子親和力の低下処理装置、フォトカソード電子ビーム源、並びに、フォトカソード電子ビーム源を含む電子銃、自由電子レーザー加速器、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、電子線フォログラフィー顕微鏡、電子線描画装置、電子線回折装置及び電子線検査装置 |
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