JPH0963533A - Electron multiplier device - Google Patents

Electron multiplier device

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Publication number
JPH0963533A
JPH0963533A JP7217135A JP21713595A JPH0963533A JP H0963533 A JPH0963533 A JP H0963533A JP 7217135 A JP7217135 A JP 7217135A JP 21713595 A JP21713595 A JP 21713595A JP H0963533 A JPH0963533 A JP H0963533A
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JP
Japan
Prior art keywords
channel
electrode
electron
multiplying device
secondary electrons
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7217135A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Katayama
誠 片山
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP7217135A priority Critical patent/JPH0963533A/en
Publication of JPH0963533A publication Critical patent/JPH0963533A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04Electron multipliers
    • H01J43/06Electrode arrangements
    • H01J43/18Electrode arrangements using essentially more than one dynode
    • H01J43/24Dynodes having potential gradient along their surfaces
    • H01J43/246Microchannel plates [MCP]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron multiplier device improved in space resolution, SOLUTION: This electron multiplier device includes a microchannel plate 1, and the microchannel plate 1 includes at least one channel 2 for multiplying secondary electrons (e) on receiving an energy ray R. The channel 2 has a cross-sectional diameter D ranging from 3 to 5μm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はX線などのエネルギ
ー線による信号を高効率で観測し得る電子増倍装置に関
し、特に、チャンネルプレートを含む電子増倍装置の空
間分解能の改善に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron multiplying device capable of observing signals by energy rays such as X-rays with high efficiency, and more particularly to improving the spatial resolution of an electron multiplying device including a channel plate. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エネルギー線による信号を検出し
たりその信号を2次元映像化したりするために、マイク
ロチャンネルプレート(MCP)を含む電子増倍装置が
利用されている。ここで、エネルギー線は、電子やイオ
ンなどの荷電粒子,中性粒子,さらにはX線やγ線をも
含む種々の光などを含む広い概念を表わしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electron multiplying device including a microchannel plate (MCP) has been used to detect a signal due to energy rays and to visualize the signal in two dimensions. Here, energy rays represent a broad concept including charged particles such as electrons and ions, neutral particles, and various lights including X-rays and γ-rays.

【0003】一般に、MCPはその厚さ方向に貫通する
多数のチャンネルを含み、それらのチャンネルは照射さ
れたエネルギー線による励起をトリガとして多数の2次
電子を増殖させる。そして、これらの増殖された2次電
子信号を2次元映像化することによって、元のエネルギ
ー線に含まれている微弱な情報を読取ることができる。
Generally, the MCP includes a large number of channels penetrating in the thickness direction thereof, and these channels cause a large number of secondary electrons to be proliferated by being excited by the irradiated energy rays. Then, by converting these propagated secondary electron signals into a two-dimensional image, the weak information contained in the original energy ray can be read.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のMCPを含む電
子増倍装置においては、12μmのチャンネル径を有す
る通常のスペックのもので2次元映像上において約50
μmの空間分解能しか得られず、6μmの小さなチャン
ネル径を有する場合でも約30μmの分解能しか得られ
ていない。
In the conventional electron multiplier including the MCP, an ordinary electron multiplier having a channel diameter of 12 μm and having about 50 μm on a two-dimensional image is used.
Only a spatial resolution of μm is obtained, and even with a small channel diameter of 6 μm, only a resolution of about 30 μm is obtained.

【0005】そこで、本発明は、改善された空間分解能
を得ることができる電子増倍装置を提供することを目的
としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide an electron multiplying device which can obtain an improved spatial resolution.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の1つの態様によ
る電子増倍装置はマイクロチャンネルプレートを含み、
そのマイクロチャンネルプレートはエネルギー線を受け
て2次電子を増殖させるための少なくとも1つのチャン
ネルを含み、そのチャンネルは3〜5μmの範囲内の断
面直径を有していることを特徴としている。
An electron multiplier according to one aspect of the present invention includes a microchannel plate,
The microchannel plate includes at least one channel for receiving energy rays and propagating secondary electrons, the channel being characterized by having a cross-sectional diameter in the range of 3-5 μm.

【0007】本発明のもう1つの態様による電子増倍装
置はマイクロチャンネルプレートを含み、そのマイクロ
チャンネルプレートは、エネルギー線を受ける第1の面
上に形成された第1の電極と、エネルギー線を受けて2
次電子を増殖させるための少なくとも1つのチャンネル
と、増殖された2次電子を放出する第2の面上に形成さ
れた第2の電極とを含み、第2の電極がチャンネル内に
延び込んでいる長さはチャンネルの断面直径の2.5倍
を超えかつ蒸着によってチャンネル内に挿入し得る長さ
までの範囲内で設定された長さを有していることを特徴
としている。
An electron multiplying device according to another aspect of the present invention includes a microchannel plate, the microchannel plate having a first electrode formed on a first surface for receiving the energy beam and the energy beam. Receive 2
At least one channel for propagating secondary electrons and a second electrode formed on a second surface that emits propagated secondary electrons, the second electrode extending into the channel The length that is present is characterized by having a length that exceeds 2.5 times the cross-sectional diameter of the channel and that can be inserted into the channel by vapor deposition.

【0008】本発明のさらにもう1つの態様による電子
増倍装置はマイクロチャンネルプレートを含み、そのマ
イクロチャンネルプレートは、エネルギー線を受ける第
1の面上に形成された第1の電極と、エネルギー線を受
けて2次電子を増殖させるための少なくとも1つのチャ
ンネルと、増殖された2次電子を放出する第2の面上に
形成された第2の電極とを含み、電子増倍装置はさら
に、第2の電極に対面して配置されていてチャンネルプ
レートから放出された2次電子のエネルギーを可視光に
変換するための蛍光体層を含み、その蛍光体層は15μ
m以下の厚さを有していることを特徴としている。
An electron multiplying device according to yet another aspect of the present invention includes a microchannel plate, the microchannel plate having a first electrode formed on a first surface for receiving an energy beam and an energy beam. The electron multiplying device further includes at least one channel for receiving and multiplying secondary electrons, and a second electrode formed on the second surface for emitting the multiplied secondary electrons. The phosphor layer is disposed to face the second electrode and converts the energy of secondary electrons emitted from the channel plate into visible light. The phosphor layer has a thickness of 15 μm.
It is characterized by having a thickness of m or less.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、本発明による電子増倍装
置の実施の形態の一例を示す概略的な断面図である。こ
の断面図において、各部分の寸法関係は、図面の明瞭化
のために、必ずしも実際の寸法関係を表わしてはいな
い。
1 is a schematic sectional view showing an example of an embodiment of an electron multiplying device according to the present invention. In this cross-sectional view, the dimensional relationship of each portion does not necessarily represent an actual dimensional relationship for the sake of clarity of the drawing.

【0010】図1の電子増倍装置は、マイクロチャンネ
ルプレート(MCP)1を含んでいる。通常、MCPは
多数のマイクロチャンネルを含んでいるが、図1のMC
P1においては、ただ1つのチャンネル2が代表的に拡
大されて示されている。MCP1がエネルギー線Rを受
ける入力側の表面上には、入力側電極3が形成されてい
る。他方、2次電子が放出されるMCP1の出力側の表
面上には出力側電極4が形成されている。
The electron multiplier of FIG. 1 includes a microchannel plate (MCP) 1. Normally, the MCP contains many microchannels, but the MC of FIG.
In P1, only one channel 2 is shown magnified typically. The input side electrode 3 is formed on the input side surface of the MCP 1 which receives the energy rays R. On the other hand, the output side electrode 4 is formed on the output side surface of the MCP 1 from which secondary electrons are emitted.

【0011】出力側電極4に対面して、多数の光ファイ
バが厚さ方向に沿って束ねられた光ファイバプレート5
上に形成された蛍光体層6が配置されている。蛍光体層
6上には、MCP1から放出された2次電子を蛍光体層
6に向けて加速するための加速電極7が形成されてい
る。加速電極7は、通常はAlで形成され得る。
An optical fiber plate 5 facing the output electrode 4 and having a large number of optical fibers bundled in the thickness direction.
The phosphor layer 6 formed above is arranged. An accelerating electrode 7 for accelerating the secondary electrons emitted from the MCP 1 toward the phosphor layer 6 is formed on the phosphor layer 6. The acceleration electrode 7 can usually be formed of Al.

【0012】図1におけるような電子増倍装置におい
て、エネルギー線Rがチャンネル2内に入射すれば、エ
ネルギー線Rがチャンネル2の内壁に衝突して、その衝
突点から多数の2次電子eが放出される。これらの2次
電子eは入力側電極3と出力側電極4との間に印加され
た電圧E1によって出力側に向けて加速されながらチャ
ンネル2内の対向する壁に衝突して再び多数の2次電子
eを放出する。このような2次電子放出の過程がチャン
ネル2に沿って多数回繰り返される結果、出力側から多
数の2次電子eが放出される。
In the electron multiplier as shown in FIG. 1, when the energy ray R enters the channel 2, the energy ray R collides with the inner wall of the channel 2 and a large number of secondary electrons e are generated from the collision point. Is released. These secondary electrons e collide with the opposite walls in the channel 2 again while being accelerated toward the output side by the voltage E1 applied between the input side electrode 3 and the output side electrode 4, and again a large number of secondary electrons e are generated. Emit the electron e. As a result of the secondary electron emission process being repeated many times along the channel 2, a large number of secondary electrons e are emitted from the output side.

【0013】MCP1の出力側から放出された2次電子
eはMCP1の出力側電極4と加速電極7との間に印加
された電圧E2によって蛍光体層6に向けて加速され、
その電子エネルギーが可視光VLに変換されて放射され
る。これらの可視光VLは光ファイバプレート5内に取
込まれ、光ファイバプレート5の下面において2次元像
として観察され得る。
The secondary electrons e emitted from the output side of the MCP1 are accelerated toward the phosphor layer 6 by the voltage E2 applied between the output side electrode 4 of the MCP1 and the acceleration electrode 7,
The electron energy is converted into visible light VL and emitted. These visible lights VL are taken into the optical fiber plate 5 and can be observed as a two-dimensional image on the lower surface of the optical fiber plate 5.

【0014】図1に示されているような電子増倍装置に
おいて、従来はチャンネル2の断面直径Dが通常は12
μmであり、最も小さい場合でも6μmである。しか
し、本発明による電子増倍装置におけるPCM1のチャ
ンネル2は、3μmないし5μmの断面直径Dを有して
いる。したがって、たとえばチャンネル直径Dを従来の
最小値である6μmから本発明の範囲内にある4μmに
することにより、MCPの出力面上における2次電子の
横方向の広がりを6μmから4μmに減少させることが
できる。このことは、光ファイバプレート5の下面にお
ける映像の解像度を高めるように寄与する。しかし、チ
ャンネル直径Dを3μmより小さくすれば、チャンネル
2内の電子密度が大きくなり過ぎて電子利得が飽和する
現象が起こるので、計算によって調べた結果として、チ
ャンネル直径Dとして好ましい範囲は3〜5μmの範囲
であることがわかった。
In an electron multiplier as shown in FIG. 1, the cross-sectional diameter D of the channel 2 is conventionally 12
μm, and even the smallest is 6 μm. However, the channel 2 of the PCM 1 in the electron multiplier according to the invention has a cross-sectional diameter D of 3 μm to 5 μm. Therefore, for example, by decreasing the channel diameter D from the conventional minimum value of 6 μm to 4 μm within the range of the present invention, the lateral spread of the secondary electrons on the output surface of the MCP is reduced from 6 μm to 4 μm. You can This contributes to increase the resolution of the image on the lower surface of the optical fiber plate 5. However, if the channel diameter D is smaller than 3 μm, the electron density in the channel 2 becomes too large and the electron gain is saturated. Therefore, as a result of the calculation, the preferable range of the channel diameter D is 3 to 5 μm. It was found to be in the range.

【0015】図2を参照して、チャンネル2の出力側が
拡大されて示されている。MCP1の入力面および出力
面にはインコネルまたはNi−Crを蒸着することによ
って入力側電極3および出力側電極4が形成されてい
る。これらの電極はチャンネル2の内部にも均一に入り
込むように蒸着され、その深さLはチャンネル直径Dの
0.5倍〜2.5倍の範囲内の一定の値になるように設
定され、通常はL=Dに設定されることが多い。
Referring to FIG. 2, the output side of channel 2 is shown enlarged. The input side electrode 3 and the output side electrode 4 are formed on the input surface and the output surface of the MCP 1 by depositing Inconel or Ni—Cr. These electrodes are vapor-deposited so as to evenly enter the inside of the channel 2, and the depth L thereof is set to a constant value within the range of 0.5 times to 2.5 times the channel diameter D. Usually, L = D is often set.

【0016】図2(A)は、従来のMCP1における出
力側電極4を表わしており、図2(B)は本発明におけ
るMCP1における出力側電極4を表わしている。すな
わち、図2(A)における従来の出力側電極4はたとえ
ばチャンネル直径Dの約0.5倍の長さLまでチャンネ
ル2内に延び込んでいるのに対して、図2(B)に示さ
れた本発明における出力側電極4はたとえばチャンネル
直径Dの約3倍の長さLまでチャンネル2内に延び込ん
でいる。このとき、チャンネル2内に延び込んだ出力側
電極4の部分に衝突した電子はその電極4に吸収されて
2次電子を放出することがない。したがって、図2
(A)に示されているようにチャンネル2内における出
力側電極4の長さLが短い場合、チャンネル2の出力孔
から放出される2次電子の発散角θは大きくなる。他
方、図2(B)に示されているようにチャンネル2内に
おける出力側電極4の長さLが大きい場合には、その電
極4に衝突した電子eは吸収されて2次電子を生じるこ
とがないので、チャンネル2から放出される電子流のコ
リメーションを高めることができ、発散角θが図2
(A)の場合に比べて小さくなる。
FIG. 2 (A) shows the output side electrode 4 in the conventional MCP 1, and FIG. 2 (B) shows the output side electrode 4 in the MCP 1 according to the present invention. That is, the conventional output side electrode 4 in FIG. 2A extends into the channel 2 up to a length L which is, for example, about 0.5 times the channel diameter D, whereas in FIG. 2B. The output electrode 4 in the present invention extends into the channel 2 to a length L which is, for example, about three times the channel diameter D. At this time, the electrons colliding with the portion of the output side electrode 4 extending into the channel 2 are not absorbed by the electrode 4 and do not emit secondary electrons. Therefore, FIG.
As shown in (A), when the length L of the output-side electrode 4 in the channel 2 is short, the divergence angle θ of the secondary electron emitted from the output hole of the channel 2 becomes large. On the other hand, as shown in FIG. 2 (B), when the length L of the output side electrode 4 in the channel 2 is large, the electron e colliding with the electrode 4 is absorbed and a secondary electron is generated. , The collimation of the electron flow emitted from channel 2 can be increased, and the divergence angle θ is
It is smaller than in the case of (A).

【0017】発散角θの小さな電子流は、図1における
光ファイバプレート5の下面における2次元像の解像度
を高めるように寄与する。したがって、本発明の電子増
倍装置においては、出力側電極4がチャンネル2内に延
び込んでいる長さLはチャンネル直径Dの3倍以上に設
定される。しかし、電極4は蒸着によって形成されるの
で、チャンネル2内における電極4の長さLには限界が
ある。すなわち、本発明においては、チャンネル2内に
おける出力側電極4の長さLはチャンネル直径Dの3倍
以上でありかつ蒸着によって形成し得る限度以内の範囲
内に設定されることになる。
The electron flow having a small divergence angle θ contributes to increase the resolution of the two-dimensional image on the lower surface of the optical fiber plate 5 in FIG. Therefore, in the electron multiplying device of the present invention, the length L of the output electrode 4 extending into the channel 2 is set to be 3 times or more the channel diameter D. However, since the electrode 4 is formed by vapor deposition, the length L of the electrode 4 in the channel 2 is limited. That is, in the present invention, the length L of the output-side electrode 4 in the channel 2 is set to be not less than 3 times the channel diameter D and within the range that can be formed by vapor deposition.

【0018】再び図1を参照して、出力側電極4と加速
電極7との間の距離は、通常は約1mmである。そし
て、従来は出力側電極4と加速電極7との間に通常は5
kVの電圧が印加される。しかし、本発明においては出
力側電極4と加速電極7との間に6〜10kVの電圧が
印加される。すなわち、本発明による電子増倍装置にお
いては、MCP1と加速電極7との間の加速電圧が大き
いので、MCP1から放出された電子eが蛍光体層6に
到達するまでの時間が短くなる。このとき、チャンネル
の出口において電子eは横方向の速度成分を有している
が、その電子eの横方向への移動量は電子eが蛍光体層
6に到達するまでの時間に比例する。したがって、MC
P1と加速電極7との間の電圧E2が大きい場合には電
子eが横方向に広がることなく蛍光体層6に到達するの
で、大きな加速電圧E2は光ファイバプレート5の下面
における映像の解像度の改善に寄与することになる。な
お、本発明において加速電圧E2の最大値が10kVに
限定されているのは、加速電圧E2をさらに大きくすれ
ば出力側電極4と加速電極7との間に放電を生じるから
である。
Referring again to FIG. 1, the distance between the output side electrode 4 and the acceleration electrode 7 is usually about 1 mm. And conventionally, between the output side electrode 4 and the acceleration electrode 7, normally 5
A voltage of kV is applied. However, in the present invention, a voltage of 6 to 10 kV is applied between the output side electrode 4 and the acceleration electrode 7. That is, in the electron multiplying device according to the present invention, the acceleration voltage between the MCP 1 and the accelerating electrode 7 is large, so that the time required for the electrons e emitted from the MCP 1 to reach the phosphor layer 6 is shortened. At this time, the electron e has a lateral velocity component at the exit of the channel, but the lateral movement amount of the electron e is proportional to the time until the electron e reaches the phosphor layer 6. Therefore, MC
When the voltage E2 between P1 and the accelerating electrode 7 is large, the electrons e reach the phosphor layer 6 without spreading in the lateral direction, so that the large accelerating voltage E2 is different from the resolution of the image on the lower surface of the optical fiber plate 5. It will contribute to improvement. In the present invention, the maximum value of the acceleration voltage E2 is limited to 10 kV, because if the acceleration voltage E2 is further increased, discharge will occur between the output side electrode 4 and the acceleration electrode 7.

【0019】図3において、従来の電子増倍装置におけ
る蛍光体層6と本発明による電子増倍装置における蛍光
体層6の一部が拡大されて示されている。図3(A)に
示された従来の蛍光体層6は、約20μmの厚さTを有
している。他方、図3(B)に示された本発明における
蛍光体層6は15μm以下の厚さTを有している。加速
電極7によって加速された電子eは蛍光体層6内に入射
し、その電子エネルギーは可視光VLに変換される。そ
れらの可視光VLは光ファイバプレート5内に取込ま
れ、その光ファイバプレート5の底面において2次元画
像を形成する。
In FIG. 3, the phosphor layer 6 in the conventional electron multiplying device and a part of the phosphor layer 6 in the electron multiplying device according to the present invention are shown enlarged. The conventional phosphor layer 6 shown in FIG. 3 (A) has a thickness T of about 20 μm. On the other hand, the phosphor layer 6 in the present invention shown in FIG. 3B has a thickness T of 15 μm or less. The electrons e accelerated by the acceleration electrode 7 enter the phosphor layer 6, and the electron energy thereof is converted into visible light VL. Those visible lights VL are taken into the optical fiber plate 5 and form a two-dimensional image on the bottom surface of the optical fiber plate 5.

【0020】このとき、蛍光体層6の厚さTが大きい場
合、図3(A)に示されているように、1つの光ファイ
バに取込まれ得る光の発生点の範囲は大きな幅Wを有す
ることになる。他方、蛍光体層6の厚さTが小さい場
合、図3(B)に示されているように、1つの光ファイ
バに取込まれ得る光の発生点を含む幅Wは小さくなる。
この小さな幅Wは光ファイバプレート5の下面に形成さ
れる映像の解像度を高めるように作用する。
At this time, when the thickness T of the phosphor layer 6 is large, as shown in FIG. 3A, the range of light generation points that can be taken into one optical fiber is a large width W. Will have. On the other hand, when the thickness T of the phosphor layer 6 is small, as shown in FIG. 3B, the width W including the generation point of light that can be taken into one optical fiber becomes small.
This small width W acts to increase the resolution of the image formed on the lower surface of the optical fiber plate 5.

【0021】[0021]

【実施例】本発明の実施の一例として電子増倍装置を作
製し、光ファイバプレート5の下面における空間分解能
の測定を行なった。
EXAMPLE As an example of the implementation of the present invention, an electron multiplying device was manufactured and the spatial resolution of the lower surface of the optical fiber plate 5 was measured.

【0022】エネルギー線Rとして、約193nmの波
長を有するArFエキシマレーザが用いられた。PCM
1に含まれる多数のチャンネル2の各々は4μmの直径
Dを有し、出力側電極4はチャンネル2内に12μmの
長さLを有していた。また、出力側電極4と加速電極7
との間の加速電圧として10KVが印加された。さら
に、蛍光体層6は10μmの厚さを有し、光ファイバプ
レート5に含まれる各ファイバは3μmの断面直径を有
していた。空間分解能の測定のためには、MCP1の入
力面から1mmだけ隔てられた位置に3μmの厚さを有
するAuの薄膜で形成されたライン・アンド・スペース
の縞状のメッシュを配置し、この縞の太さを順次変化さ
せることによって空間周波数の透過率が測定された。
As the energy ray R, an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm was used. PCM
Each of the multiple channels 2 contained in 1 had a diameter D of 4 μm and the output electrode 4 had a length L of 12 μm in the channel 2. In addition, the output side electrode 4 and the acceleration electrode 7
10 KV was applied as an accelerating voltage between and. Furthermore, the phosphor layer 6 had a thickness of 10 μm, and each fiber included in the optical fiber plate 5 had a cross-sectional diameter of 3 μm. In order to measure the spatial resolution, a line-and-space striped mesh made of a thin film of Au having a thickness of 3 μm is arranged at a position separated by 1 mm from the input surface of the MCP1, and the striped mesh is formed. The spatial frequency transmittance was measured by sequentially changing the thickness of the.

【0023】図4は、この空間周波数の透過率の測定の
原理を概略的に図解している。図4においては、Auの
薄膜で形成されたライン・アンド・スペース8に対応し
て、光ファイバプレート5の下面で観測される光強度が
示されている。すなわち、図4中のグラフの横軸は空間
位置を表わし、縦軸は光強度を相対値で表わしている。
電子増倍装置の解像度が理想的な場合、観測される光強
度は矩形波4Aで示されているような分布を示すはずで
ある。しかし、実際に観測される光強度分布は三角関数
に類似した曲線4Bになる。ここで、空間分解能を表わ
す数値として、MTF(Modulation Transfer Functio
n)という一般的な指標を用いる。MTFは、曲線4B
の山の値をaとして谷の値をbとすれば、MTF=(a
−b)×100/(a+b)(%)で表わされる。
FIG. 4 schematically illustrates the principle of measuring the transmittance of this spatial frequency. In FIG. 4, the light intensity observed on the lower surface of the optical fiber plate 5 is shown corresponding to the line and space 8 formed of the Au thin film. That is, the horizontal axis of the graph in FIG. 4 represents the spatial position, and the vertical axis represents the light intensity as a relative value.
When the resolution of the electron multiplier is ideal, the observed light intensity should have a distribution as shown by the rectangular wave 4A. However, the actually observed light intensity distribution becomes a curve 4B similar to a trigonometric function. Here, as a numerical value representing the spatial resolution, MTF (Modulation Transfer Functio
The general index n) is used. MTF is curve 4B
If the value of the mountain is a and the value of the valley is b, MTF = (a
−b) × 100 / (a + b) (%)

【0024】図5は、この空間周波数の透過率の測定結
果を示している。図5のグラフにおいて、横軸は空間周
波数(ライン・スペース・ペア数/mm)を表わし、縦
軸はMTF(%)を表わしている。
FIG. 5 shows the measurement result of the transmittance of this spatial frequency. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the spatial frequency (the number of line / space pairs / mm), and the vertical axis represents the MTF (%).

【0025】図6は、図5の結果から求められた光強度
分布を表わしている。すなわち、図6の横軸は空間位置
(μm)を表わし、縦軸は光強度(相対値)を表わして
いる。図6において、光強度の半値幅は10μmであ
る。この結果から、本発明による電子増倍装置において
は、面積0の輝点がMCP1に入来した場合の光ファイ
バプレート5の下面上における輝点の空間広がり(空間
分解能)が10μmであることがわかる。すなわち、本
実施例においては、従来の最も優れた空間分解能である
約30μmからさらに10μmまで改善されていること
がわかる。
FIG. 6 shows the light intensity distribution obtained from the result of FIG. That is, the horizontal axis in FIG. 6 represents the spatial position (μm), and the vertical axis represents the light intensity (relative value). In FIG. 6, the half width of the light intensity is 10 μm. From this result, in the electron multiplier according to the present invention, the spatial spread (spatial resolution) of the bright spot on the lower surface of the optical fiber plate 5 is 10 μm when the bright spot having the area of 0 enters the MCP 1. Recognize. That is, in this embodiment, it is understood that the conventional best spatial resolution is improved from about 30 μm to 10 μm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による電子増倍装置の一例を概略的に示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of an electron multiplying device according to the present invention.

【図2】チャンネル内の出力側電極の長さと放出される
2次電子の発散角度の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a length of an output side electrode in a channel and a divergence angle of emitted secondary electrons.

【図3】蛍光体層の厚さと光ファイバプレート内に取込
まれる発光点の範囲との関係を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the relationship between the thickness of a phosphor layer and the range of light emitting points incorporated in an optical fiber plate.

【図4】空間分解能の評価方法を説明するためのグラフ
である。
FIG. 4 is a graph for explaining an evaluation method of spatial resolution.

【図5】空間分解能の評価方法の測定結果を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing a measurement result of a spatial resolution evaluation method.

【図6】空間分解能の測定結果に基づく光強度分布を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a light intensity distribution based on a measurement result of spatial resolution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロチャンネルプレート 2 チャンネル 3 入力側電極 4 出力側電極 5 光ファイバプレート 6 蛍光体層 7 加速電極 R エネルギー線 e 2次電子 VL 可視光 1 Micro Channel Plate 2 Channel 3 Input Side Electrode 4 Output Side Electrode 5 Optical Fiber Plate 6 Phosphor Layer 7 Accelerating Electrode R Energy Ray e Secondary Electron VL Visible Light

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロチャンネルプレートを含む電子
増倍装置であって、前記マイクロチャンネルプレートは
エネルギー線を受けて2次電子を増殖させるための少な
くとも1つのチャンネルを含み、前記チャンネルは3〜
5μmの範囲内の断面直径を有していることを特徴とす
る電子増倍装置。
1. An electron multiplying device including a microchannel plate, wherein the microchannel plate includes at least one channel for receiving an energy beam and multiplying secondary electrons, and the channel has three to three channels.
An electron multiplier having a cross-sectional diameter in the range of 5 μm.
【請求項2】 マイクロチャンネルプレートを含む電子
増倍装置であって、前記マイクロチャンネルプレート
は、エネルギー線を受ける第1の面上に形成された第1
の電極と、前記エネルギー線を受けて2次電子を増殖さ
せるための少なくとも1つのチャンネルと、前記増殖さ
れた2次電子を放出する第2の面上に形成された第2の
電極とを含み、前記第2の電極が前記チャンネル内に延
び込んでいる長さは前記チャンネルの断面直径の2.5
倍を超えかつ蒸着によって前記チャンネル内に挿入し得
る長さまでの範囲内で設定された長さを有していること
を特徴とする電子増倍装置。
2. An electron multiplying device including a microchannel plate, wherein the microchannel plate has a first surface formed on a first surface for receiving energy rays.
An electrode, at least one channel for receiving the energy rays to multiply secondary electrons, and a second electrode formed on the second surface for emitting the multiplied secondary electrons. , The length of the second electrode extending into the channel is 2.5 times the cross-sectional diameter of the channel.
An electron multiplying device having a length that is set to a value that exceeds double and that can be inserted into the channel by vapor deposition.
【請求項3】 マイクロチャンネルプレートを含む電子
増倍装置であって、前記マイクロチャンネルプレート
は、エネルギー線を受ける第1の面上に形成された第1
の電極と、前記エネルギー線を受けて2次電子を増殖さ
せるための少なくとも1つのチャンネルと、前記増殖さ
れた2次電子を放出する第2の面上に形成された第2の
電極とを含み、前記電子増倍装置はさらに、前記第2の
電極に対面して配置されていて前記チャンネルプレート
から放出された前記2次電子のエネルギーを可視光に変
換するための蛍光体層を含み、前記蛍光体層は15μm
以下の厚さを有していることを特徴とする電子増倍装
置。
3. An electron multiplying device including a microchannel plate, wherein the microchannel plate has a first surface formed on a first surface for receiving energy rays.
An electrode, at least one channel for receiving the energy rays to multiply secondary electrons, and a second electrode formed on the second surface for emitting the multiplied secondary electrons. The electron multiplying device further includes a phosphor layer disposed facing the second electrode to convert energy of the secondary electrons emitted from the channel plate into visible light. The phosphor layer is 15 μm
An electron multiplier having the following thickness.
【請求項4】 前記蛍光体層上において前記第2電極に
対面して設けられた第3の電極をさらに含み、前記第2
電極と前記第3電極との間には前記2次電子を前記蛍光
体層に向けて加速するために6〜10kVの範囲内の電
圧が印加されることを特徴とする請求項3に記載の電子
増倍装置。
4. The second electrode further includes a third electrode provided on the phosphor layer so as to face the second electrode.
The voltage in the range of 6 to 10 kV is applied between the electrode and the third electrode to accelerate the secondary electrons toward the phosphor layer. Electronic multiplier.
【請求項5】 前記蛍光体層は多数の光ファイバが厚さ
方向に沿って集合された光ファイバプレート上に形成さ
れていることを特徴とする請求項3または4に記載の電
子増倍装置。
5. The electron multiplying device according to claim 3, wherein the phosphor layer is formed on an optical fiber plate in which a large number of optical fibers are assembled along the thickness direction. .
【請求項6】 前記チャンネルは3〜5μmの範囲内の
断面直径を有していることを特徴とする請求項3ないし
5のいずれかの項に記載された電子増倍装置。
6. The electron multiplying device according to claim 3, wherein the channel has a cross-sectional diameter in the range of 3 to 5 μm.
【請求項7】 前記チャンネルは3〜5μmの範囲内の
断面直径を有していることを特徴とする請求項2に記載
の電子増倍装置。
7. The electron multiplying device according to claim 2, wherein the channel has a cross-sectional diameter in the range of 3 to 5 μm.
【請求項8】 前記第2電極が前記チャンネル内に延び
込んでいる長さは前記チャンネルの断面直径の2.5倍
を超えかつ蒸着によって前記チャンネル内へ挿入し得る
長さまでの範囲内で設定された長さを有していることを
特徴とする請求項3ないし6のいずれかの項に記載され
た電子増倍装置。
8. The length of extension of the second electrode into the channel is set to be more than 2.5 times the cross-sectional diameter of the channel and to a length such that the second electrode can be inserted into the channel by vapor deposition. 7. The electron multiplying device according to claim 3, wherein the electron multiplying device has a specified length.
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Cited By (5)

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JP2002543573A (en) * 1999-04-30 2002-12-17 エックスカウンター アーベー X-ray detection unit with solid state converter
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