JPH10288553A - 光子検出器 - Google Patents
光子検出器Info
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- JPH10288553A JPH10288553A JP9696897A JP9696897A JPH10288553A JP H10288553 A JPH10288553 A JP H10288553A JP 9696897 A JP9696897 A JP 9696897A JP 9696897 A JP9696897 A JP 9696897A JP H10288553 A JPH10288553 A JP H10288553A
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- Japan
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- vacuum chamber
- photon detector
- panel
- excitation light
- charcoal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 励起光とイオンビームの衝突部に流入する
散乱光の反射率を十分低く抑えることができ、かつ衝
突部が位置する真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上
の高真空に保持することができる光子検出器を提供す
る。 【解決手段】 真空チャンバー１２内の励起光１の衝突
部２を囲む無反射パネル１４と、無反射パネルを間隔を
隔てて囲む熱シールドパネル１６とを備える。無反射パ
ネルの内面はチャコールで構成され、クライオポンプ１
８の冷却部に直接接続され、約１５Ｋ以下の極低温に保
持される。また、熱シールドパネル１６は熱伝導率が高
く輻射率が低い材料（例えば銅）で構成され、クライオ
ポンプの冷却部に直接接続され、約７０Ｋ以下の極低温
に保持される。極低温に保持されたチャコールは真空チ
ャンバー内の残留ガスを吸着して高真空を作り、かつチ
ャコールの反射率が通常の金属表面の黒色処理に比較し
て半分以下であるので、散乱光による乱反射も少なく低
ノイズとなり、高感度で光子を検出することができる。
散乱光の反射率を十分低く抑えることができ、かつ衝
突部が位置する真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上
の高真空に保持することができる光子検出器を提供す
る。 【解決手段】 真空チャンバー１２内の励起光１の衝突
部２を囲む無反射パネル１４と、無反射パネルを間隔を
隔てて囲む熱シールドパネル１６とを備える。無反射パ
ネルの内面はチャコールで構成され、クライオポンプ１
８の冷却部に直接接続され、約１５Ｋ以下の極低温に保
持される。また、熱シールドパネル１６は熱伝導率が高
く輻射率が低い材料（例えば銅）で構成され、クライオ
ポンプの冷却部に直接接続され、約７０Ｋ以下の極低温
に保持される。極低温に保持されたチャコールは真空チ
ャンバー内の残留ガスを吸着して高真空を作り、かつチ
ャコールの反射率が通常の金属表面の黒色処理に比較し
て半分以下であるので、散乱光による乱反射も少なく低
ノイズとなり、高感度で光子を検出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線分光装置に係
わり、更に詳しくは、イオンビームに励起光を照射して
発生する微弱な光子を検出するための光子検出器に関す
る。
わり、更に詳しくは、イオンビームに励起光を照射して
発生する微弱な光子を検出するための光子検出器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】二重蓄積リング（ＤＳＲ）は、図７に模
式的に示すように、２ケ所で交差する二重の蓄積リング
であり、放射性同位元素（ＲＩ）と電子がこのリング内
で加速され、交差位置で正面衝突又は寄添衝突ができる
ようになっている。図８は、計画中のＸ線分光装置の模
式図である。この装置は、ＤＳＲに蓄積される電子ビー
ムからアンジュレータを用いて発生させたＸ線をＲＩビ
ームに正面衝突させて、短寿命核を検出・測定するよう
になっている。
式的に示すように、２ケ所で交差する二重の蓄積リング
であり、放射性同位元素（ＲＩ）と電子がこのリング内
で加速され、交差位置で正面衝突又は寄添衝突ができる
ようになっている。図８は、計画中のＸ線分光装置の模
式図である。この装置は、ＤＳＲに蓄積される電子ビー
ムからアンジュレータを用いて発生させたＸ線をＲＩビ
ームに正面衝突させて、短寿命核を検出・測定するよう
になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したＸ線分光装置
では、Ｘ線（光ビーム）とＲＩビーム（イオンビーム）
の衝突時に発生する光子（フォトン）の数を精密に計測
するために、真空チャンバー内に流入する散乱光の反
射率を十分低く抑え、かつ衝突部が位置する真空チャ
ンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真空に保持する必要
があった。
では、Ｘ線（光ビーム）とＲＩビーム（イオンビーム）
の衝突時に発生する光子（フォトン）の数を精密に計測
するために、真空チャンバー内に流入する散乱光の反
射率を十分低く抑え、かつ衝突部が位置する真空チャ
ンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真空に保持する必要
があった。
【０００４】すなわち、第１の要件は、約１０〜１０2
個／秒程度の検出光を計測するには、約１０12〜１０13
個／秒に達する膨大な量の散乱光からの外乱（バックグ
ラウンド）をほとんど完全に除去しないと計測が不可能
になるからであり、第２の要件は、真空度が低い場合に
は、高エネルギーのイオンビームが残留ガスと衝突して
ガスを発光させ、この発光はノイズとなり信号検出の邪
魔になり、微弱な光子を高感度で検出することが困難と
なるためである。
個／秒程度の検出光を計測するには、約１０12〜１０13
個／秒に達する膨大な量の散乱光からの外乱（バックグ
ラウンド）をほとんど完全に除去しないと計測が不可能
になるからであり、第２の要件は、真空度が低い場合に
は、高エネルギーのイオンビームが残留ガスと衝突して
ガスを発光させ、この発光はノイズとなり信号検出の邪
魔になり、微弱な光子を高感度で検出することが困難と
なるためである。
【０００５】言い換えれば、一般に、真空チャンバー内
のイオンビームに励起光を照射して発生する微弱な光子
（例えば、毎秒１〜１００個程度の光子信号）を検出す
る場合、入射光自身の散乱光が真空チャンバーの内壁面
で乱反射し、膨大なバックグラウンドとなり、微弱な蛍
光光子を検出することがほとんど不可能になる。そのた
め第１の要件を満たし乱反射を防止するために、アルミ
ニウムやステンレス等の金属で作られた真空チャンバー
の内面を無反射黒色処理すると、反射面の微細な表面積
が増大して真空中でのガスの発生が大きくなり、第２の
要件である高真空度を達成できなくなる問題点があっ
た。
のイオンビームに励起光を照射して発生する微弱な光子
（例えば、毎秒１〜１００個程度の光子信号）を検出す
る場合、入射光自身の散乱光が真空チャンバーの内壁面
で乱反射し、膨大なバックグラウンドとなり、微弱な蛍
光光子を検出することがほとんど不可能になる。そのた
め第１の要件を満たし乱反射を防止するために、アルミ
ニウムやステンレス等の金属で作られた真空チャンバー
の内面を無反射黒色処理すると、反射面の微細な表面積
が増大して真空中でのガスの発生が大きくなり、第２の
要件である高真空度を達成できなくなる問題点があっ
た。
【０００６】つまり、第１の要件と第２の要件は相互に
矛盾しており、１０-8Ｔｏｒｒの高真空自体は、従来の
液体窒素による冷却とターボ分子ポンプとの組み合わせ
で可能であるが、真空チャンバー内を無反射黒色処理す
ると、ガスの発生によりこの高真空度を維持できなくな
る問題点があった。
矛盾しており、１０-8Ｔｏｒｒの高真空自体は、従来の
液体窒素による冷却とターボ分子ポンプとの組み合わせ
で可能であるが、真空チャンバー内を無反射黒色処理す
ると、ガスの発生によりこの高真空度を維持できなくな
る問題点があった。
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、
励起光とイオンビームの衝突部に流入する散乱光の反射
率を十分低く抑えることができ、かつ衝突部が位置す
る真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真空に保
持することができる光子検出器を提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、
励起光とイオンビームの衝突部に流入する散乱光の反射
率を十分低く抑えることができ、かつ衝突部が位置す
る真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真空に保
持することができる光子検出器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空チ
ャンバー内の励起光の衝突部を囲む無反射パネルと、該
無反射パネルを間隔を隔てて囲む熱シールドパネルとを
備え、無反射パネルの内面は極低温に保持されたチャコ
ールで構成され、熱シールドパネルは熱伝導率が高く輻
射率が低い材料で構成されかつ極低温に保持される、こ
とを特徴とする光子検出器が提供される。
ャンバー内の励起光の衝突部を囲む無反射パネルと、該
無反射パネルを間隔を隔てて囲む熱シールドパネルとを
備え、無反射パネルの内面は極低温に保持されたチャコ
ールで構成され、熱シールドパネルは熱伝導率が高く輻
射率が低い材料で構成されかつ極低温に保持される、こ
とを特徴とする光子検出器が提供される。
【０００９】この構成により、衝突部を囲む無反射パネ
ルの内面をチャコールで構成し、かつ極低温に保持する
ことにより、真空チャンバー内の残留ガスがチャコール
に吸着されて高真空となる。しかもチャコールは光の反
射率が通常の金属表面の黒色処理に比較して半分以下で
あるので、散乱光による乱反射も少なく低ノイズとな
り、高感度で光子を検出することができる。
ルの内面をチャコールで構成し、かつ極低温に保持する
ことにより、真空チャンバー内の残留ガスがチャコール
に吸着されて高真空となる。しかもチャコールは光の反
射率が通常の金属表面の黒色処理に比較して半分以下で
あるので、散乱光による乱反射も少なく低ノイズとな
り、高感度で光子を検出することができる。
【００１０】本発明の好ましい実施形態によれば、クラ
イオポンプを備え、該クライオポンプの冷却部に前記無
反射パネルと熱シールドパネルが直接接続され、これに
より無反射パネルが約１５Ｋ以下に保持され、熱シール
ドパネルが約７０Ｋ以下に保持される。この構成によ
り、高真空を得るために、通常真空ポンプとして使用さ
れるクライオポンプを検出器本体に採用することによ
り、無反射パネルと熱シールドパネルを約１５Ｋ以下と
約７０Ｋ以下の極低温にそれぞれ保持できる。また極低
温に保持したチャコールで検出器内部を覆うことによ
り、無反射パネルの内壁をほぼ完全に無反射にでき、更
に、このチャコールの極低温における吸着により真空度
を約１０-8Ｔｏｒｒにすることができる。これによっ
て、散乱光の乱反射を大幅に低減すると同時に、イオン
ビームと残留ガスとの衝突をなくし、バックグラウンド
をほとんどゼロにすることができる。
イオポンプを備え、該クライオポンプの冷却部に前記無
反射パネルと熱シールドパネルが直接接続され、これに
より無反射パネルが約１５Ｋ以下に保持され、熱シール
ドパネルが約７０Ｋ以下に保持される。この構成によ
り、高真空を得るために、通常真空ポンプとして使用さ
れるクライオポンプを検出器本体に採用することによ
り、無反射パネルと熱シールドパネルを約１５Ｋ以下と
約７０Ｋ以下の極低温にそれぞれ保持できる。また極低
温に保持したチャコールで検出器内部を覆うことによ
り、無反射パネルの内壁をほぼ完全に無反射にでき、更
に、このチャコールの極低温における吸着により真空度
を約１０-8Ｔｏｒｒにすることができる。これによっ
て、散乱光の乱反射を大幅に低減すると同時に、イオン
ビームと残留ガスとの衝突をなくし、バックグラウンド
をほとんどゼロにすることができる。
【００１１】また、本発明によれば、筒状の真空チャン
バーと、該真空チャンバーの外周部に取り付けられたク
ライオポンプ及び光子検出器と、真空チャンバーの内部
に同軸方向に間隔をもって二重に配置された外筒及び内
筒とを備え、前記外筒及び内筒は、クライオポンプの第
１冷却ステージと第２冷却ステージにそれぞれ接続され
て極低温に保持され、かつ光子検出器の取り付け位置の
中心軸方向に対応してそれぞれ開口が設けられ、更に内
筒の内表面がチャコールで形成されている、ことを特徴
とする光子検出器が提供される。
バーと、該真空チャンバーの外周部に取り付けられたク
ライオポンプ及び光子検出器と、真空チャンバーの内部
に同軸方向に間隔をもって二重に配置された外筒及び内
筒とを備え、前記外筒及び内筒は、クライオポンプの第
１冷却ステージと第２冷却ステージにそれぞれ接続され
て極低温に保持され、かつ光子検出器の取り付け位置の
中心軸方向に対応してそれぞれ開口が設けられ、更に内
筒の内表面がチャコールで形成されている、ことを特徴
とする光子検出器が提供される。
【００１２】この構成により、真空チャンバーの軸線に
沿って励起光を衝突部に導くことができ、かつ衝突部を
二重に配置された外筒及び内筒で囲みクライオポンプに
接続することにより、内表面がチャコールで形成された
内筒を極低温に保持でき、内筒内面を無反射にしてバッ
クグラウンドをなくすと共に、チャコールによる吸着に
より真空度を約１０-8Ｔｏｒｒにすることができる。
沿って励起光を衝突部に導くことができ、かつ衝突部を
二重に配置された外筒及び内筒で囲みクライオポンプに
接続することにより、内表面がチャコールで形成された
内筒を極低温に保持でき、内筒内面を無反射にしてバッ
クグラウンドをなくすと共に、チャコールによる吸着に
より真空度を約１０-8Ｔｏｒｒにすることができる。
【００１３】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
真空チャンバー、外筒及び内筒に、それぞれ励起光の入
射口と出射口が設けられている。この構成により励起光
を衝突部に導き、かつ外部に通すことができる。また、
前記真空チャンバーの光子検出器取り付け位置と対向す
る位置に、励起光の衝突部を中心とする球面を反射面と
する凹面ミラーが設けられている。この構成により、衝
突で発生した微弱な蛍光光子を凹面ミラーで対向位置の
光子検出器に反射させることができ、光子検出器の検出
量を増大させることができる。
真空チャンバー、外筒及び内筒に、それぞれ励起光の入
射口と出射口が設けられている。この構成により励起光
を衝突部に導き、かつ外部に通すことができる。また、
前記真空チャンバーの光子検出器取り付け位置と対向す
る位置に、励起光の衝突部を中心とする球面を反射面と
する凹面ミラーが設けられている。この構成により、衝
突で発生した微弱な蛍光光子を凹面ミラーで対向位置の
光子検出器に反射させることができ、光子検出器の検出
量を増大させることができる。
【００１４】前記真空チャンバー内に導入したイオンビ
ームに、励起光を照射して発生する光子を検出する。こ
の構成により、イオンビームと励起光の衝突により発生
する光子を検出することができる。
ームに、励起光を照射して発生する光子を検出する。こ
の構成により、イオンビームと励起光の衝突により発生
する光子を検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。なお、各図において共通する部分には同一の符
号を付し、重複した説明を省略する。図１は、本発明の
第１実施形態を示す図である。この図において、本発明
の光子検出器１０は、真空チャンバー１２内の励起光１
の衝突部２を囲む無反射パネル１４と、無反射パネル１
４を間隔を隔てて囲む熱シールドパネル１６とを備えて
いる。この図において、無反射パネル１４と熱シールド
パネル１６は、衝突部２を中心とする二重の球面パネル
であるが、本発明はこれに限定されず、衝突部２を二重
に囲む限りで、円筒形でもその他の形状であってもよ
い。
明する。なお、各図において共通する部分には同一の符
号を付し、重複した説明を省略する。図１は、本発明の
第１実施形態を示す図である。この図において、本発明
の光子検出器１０は、真空チャンバー１２内の励起光１
の衝突部２を囲む無反射パネル１４と、無反射パネル１
４を間隔を隔てて囲む熱シールドパネル１６とを備えて
いる。この図において、無反射パネル１４と熱シールド
パネル１６は、衝突部２を中心とする二重の球面パネル
であるが、本発明はこれに限定されず、衝突部２を二重
に囲む限りで、円筒形でもその他の形状であってもよ
い。
【００１６】真空チャンバー１２は、内部が排気された
金属製容器である。この金属は、例えばステンレス鋼で
あり、表面が滑らかに仕上げられている。また、真空チ
ャンバー１２には、この例では、下方にクライオポンプ
１８が取り付けられ、上方に光検出器２０が取り付けら
れている。また、励起光１が入射する入射口１２ａ、、
励起光１が出射する出射口１２ｂ、光検出器２０に光を
導くプローブ用窓１２ｃを備えている。励起光１は例え
ばＸ線、レーザー光等の光束であるのがよい。また各窓
（入射口１２ａ、出射口１２ｂ、プローブ用窓１２ｃ）
は、励起光１を減衰させることなく通す透明な物質（例
えば石英ガラス）からなる。なお、衝突部２にイオンビ
ーム等を導いて励起光１と衝突させる場合には、励起光
１と対向させて導入するか、図示しない別の方向（例え
ば紙面に直交する方向）に別の窓を設けるのがよい。
金属製容器である。この金属は、例えばステンレス鋼で
あり、表面が滑らかに仕上げられている。また、真空チ
ャンバー１２には、この例では、下方にクライオポンプ
１８が取り付けられ、上方に光検出器２０が取り付けら
れている。また、励起光１が入射する入射口１２ａ、、
励起光１が出射する出射口１２ｂ、光検出器２０に光を
導くプローブ用窓１２ｃを備えている。励起光１は例え
ばＸ線、レーザー光等の光束であるのがよい。また各窓
（入射口１２ａ、出射口１２ｂ、プローブ用窓１２ｃ）
は、励起光１を減衰させることなく通す透明な物質（例
えば石英ガラス）からなる。なお、衝突部２にイオンビ
ーム等を導いて励起光１と衝突させる場合には、励起光
１と対向させて導入するか、図示しない別の方向（例え
ば紙面に直交する方向）に別の窓を設けるのがよい。
【００１７】クライオポンプ１８は、ヘリウムガスを圧
縮し断熱膨張させて、第１ステージ１８ａに約７０Ｋ以
下の極低温を発生させ、同時に第２ステージ１８ｂに約
１５Ｋ以下の極低温を発生させるようになっている。こ
のクライオポンプ１８の冷却部（第１ステージ１８ａと
第２ステージ１８ｂ）に無反射パネル１４と熱シールド
パネル１６が直接接続され、これにより無反射パネルが
約１５Ｋ以下に保持され、熱シールドパネルが約７０Ｋ
以下に保持されるようになっている。
縮し断熱膨張させて、第１ステージ１８ａに約７０Ｋ以
下の極低温を発生させ、同時に第２ステージ１８ｂに約
１５Ｋ以下の極低温を発生させるようになっている。こ
のクライオポンプ１８の冷却部（第１ステージ１８ａと
第２ステージ１８ｂ）に無反射パネル１４と熱シールド
パネル１６が直接接続され、これにより無反射パネルが
約１５Ｋ以下に保持され、熱シールドパネルが約７０Ｋ
以下に保持されるようになっている。
【００１８】更に、無反射パネル１４の内面又は無反射
パネル全体がチャコールで構成されている。チャコール
は純粋なカーボンからなり、比表面積が大きく、極低温
に保持することにより、ガスを吸着して高真空を得るこ
とができ、かつ光の反射率が通常の金属表面の黒色処理
に比較して半分以下である特徴がある。また、熱シール
ドパネル１６は熱伝導率が高く輻射率が低い材料（例え
ば光沢のある銅又は銅合金）で構成されており、無反射
パネル１４への輻射による入熱を大幅に低減するように
なっている。
パネル全体がチャコールで構成されている。チャコール
は純粋なカーボンからなり、比表面積が大きく、極低温
に保持することにより、ガスを吸着して高真空を得るこ
とができ、かつ光の反射率が通常の金属表面の黒色処理
に比較して半分以下である特徴がある。また、熱シール
ドパネル１６は熱伝導率が高く輻射率が低い材料（例え
ば光沢のある銅又は銅合金）で構成されており、無反射
パネル１４への輻射による入熱を大幅に低減するように
なっている。
【００１９】上述した構成により、高真空を得るため
に、通常真空ポンプとして使用されるクライオポンプ１
８を検出器本体に採用することにより、無反射パネル１
４と熱シールドパネル１６を約１５Ｋ以下と約７０Ｋ以
下の極低温に保持できる。また極低温に保持したチャコ
ールで検出器内部を覆うことにより、無反射パネル１４
の内壁をほぼ完全に無反射にでき、更に、このチャコー
ルの極低温における吸着により真空度を約１０-8Ｔｏｒ
ｒにすることができる。これによって、散乱光の乱反射
を大幅に低減すると同時に、イオンビームと残留ガスと
の衝突をなくし、バックグラウンドをほとんどゼロにす
ることができる。
に、通常真空ポンプとして使用されるクライオポンプ１
８を検出器本体に採用することにより、無反射パネル１
４と熱シールドパネル１６を約１５Ｋ以下と約７０Ｋ以
下の極低温に保持できる。また極低温に保持したチャコ
ールで検出器内部を覆うことにより、無反射パネル１４
の内壁をほぼ完全に無反射にでき、更に、このチャコー
ルの極低温における吸着により真空度を約１０-8Ｔｏｒ
ｒにすることができる。これによって、散乱光の乱反射
を大幅に低減すると同時に、イオンビームと残留ガスと
の衝突をなくし、バックグラウンドをほとんどゼロにす
ることができる。
【００２０】言い換えれば、衝突部２を囲む無反射パネ
ル１４の内面をチャコールで構成し、かつ極低温に保持
することにより、真空チャンバー１２内の残留ガスはチ
ャコールに吸着されて高真空となる。しかもチャコール
は光の反射率が通常の金属表面の黒色処理に比較して半
分以下であるので、散乱光による乱反射も少なく低ノイ
ズとなり、高感度で光子を検出することができる。
ル１４の内面をチャコールで構成し、かつ極低温に保持
することにより、真空チャンバー１２内の残留ガスはチ
ャコールに吸着されて高真空となる。しかもチャコール
は光の反射率が通常の金属表面の黒色処理に比較して半
分以下であるので、散乱光による乱反射も少なく低ノイ
ズとなり、高感度で光子を検出することができる。
【００２１】図２は、本発明の第２実施形態を示す図で
あり、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の光子検出器１０
は、内部が真空に排気された筒状の真空チャンバー１２
と、真空チャンバー１２の外周部に取り付けられたクラ
イオポンプ１８及び光子検出器２０と、真空チャンバー
１２の内部に同軸方向に間隔をもって二重に配置された
外筒１６及び内筒１４とを備える。
あり、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の光子検出器１０
は、内部が真空に排気された筒状の真空チャンバー１２
と、真空チャンバー１２の外周部に取り付けられたクラ
イオポンプ１８及び光子検出器２０と、真空チャンバー
１２の内部に同軸方向に間隔をもって二重に配置された
外筒１６及び内筒１４とを備える。
【００２２】外筒１６及び内筒１４は、図１の実施形態
における熱シールドパネルと無反射パネルに相当し、同
様に外筒１６と内筒１４は、クライオポンプ１８の第１
冷却ステージ１８ａと第２冷却ステージ１８ｂにそれぞ
れ接続され、それぞれ約７０Ｋ以下、約１５Ｋ以下の極
低温に保持されている。
における熱シールドパネルと無反射パネルに相当し、同
様に外筒１６と内筒１４は、クライオポンプ１８の第１
冷却ステージ１８ａと第２冷却ステージ１８ｂにそれぞ
れ接続され、それぞれ約７０Ｋ以下、約１５Ｋ以下の極
低温に保持されている。
【００２３】図４は、図３のＢ部拡大図である。この図
に示すように、内筒１４（無反射パネル）自体は熱伝導
率が高く輻射率が低い材料（例えば光沢のある銅）で構
成されており、その内面に円筒形チャコール１５が密に
並べられ、極低温でガスを発生しない接着剤で接着され
ている。なお、本発明はこの構成に限定されず、内筒全
体をチャコールで構成してもよい。
に示すように、内筒１４（無反射パネル）自体は熱伝導
率が高く輻射率が低い材料（例えば光沢のある銅）で構
成されており、その内面に円筒形チャコール１５が密に
並べられ、極低温でガスを発生しない接着剤で接着され
ている。なお、本発明はこの構成に限定されず、内筒全
体をチャコールで構成してもよい。
【００２４】また、図２及び図３において、真空チャン
バー１２、外筒１６及び内筒１４がすべて円筒形であ
り、その軸線に沿って励起光１とイオンビーム３が反対
方向から入射して真空チャンバー１２内で衝突するよう
になっている。この衝突の際に、微弱な光子が発生す
る。更に、真空チャンバー１２と外筒１６及び内筒１４
には、光子検出器２０の取り付け位置の中心軸方向に対
応してそれぞれ開口２０ａが設けられ、内筒１４内で発
生した光を光子検出器２０に導くようになっている。
バー１２、外筒１６及び内筒１４がすべて円筒形であ
り、その軸線に沿って励起光１とイオンビーム３が反対
方向から入射して真空チャンバー１２内で衝突するよう
になっている。この衝突の際に、微弱な光子が発生す
る。更に、真空チャンバー１２と外筒１６及び内筒１４
には、光子検出器２０の取り付け位置の中心軸方向に対
応してそれぞれ開口２０ａが設けられ、内筒１４内で発
生した光を光子検出器２０に導くようになっている。
【００２５】図２に示すように、この実施形態では、光
子検出器２０の取付け部は六角柱になっており、その３
面にそれぞれ４台づづ、合計で１２台の光子検出器２０
が取り付けられている。光子検出器２０は、例えばフォ
トマルである。光子検出器２０は微弱な光を検出するた
めに、多いほど好ましいが、１台又は数台であってもよ
い。
子検出器２０の取付け部は六角柱になっており、その３
面にそれぞれ４台づづ、合計で１２台の光子検出器２０
が取り付けられている。光子検出器２０は、例えばフォ
トマルである。光子検出器２０は微弱な光を検出するた
めに、多いほど好ましいが、１台又は数台であってもよ
い。
【００２６】図５は、図２及び図３におけるレンズ構成
を示す図である。真空チャンバー１２の光子検出器２０
の取り付け位置と対向する位置に、励起光の衝突部（す
なわち真空チャンバー１２の軸心）を中心とする球面を
反射面とする凹面ミラー２２が設けられている。また、
光子検出器２０の検出面前面には、２つの凸レンズ２３
とその間にフィルター２４が配置されている。凹面ミラ
ー２２は誘電体多層膜ミラーであり、フィルター２４は
誘電体多層膜フィルターであり、それぞれ特定の波長の
光（例えば２０６ｎｍ）を選択的に反射又は透過させる
ようになっている。
を示す図である。真空チャンバー１２の光子検出器２０
の取り付け位置と対向する位置に、励起光の衝突部（す
なわち真空チャンバー１２の軸心）を中心とする球面を
反射面とする凹面ミラー２２が設けられている。また、
光子検出器２０の検出面前面には、２つの凸レンズ２３
とその間にフィルター２４が配置されている。凹面ミラ
ー２２は誘電体多層膜ミラーであり、フィルター２４は
誘電体多層膜フィルターであり、それぞれ特定の波長の
光（例えば２０６ｎｍ）を選択的に反射又は透過させる
ようになっている。
【００２７】この構成により衝突で発生した微弱な蛍光
光子を凹面ミラー２２で対向位置の光子検出器２２に反
射させることができ、光子検出器２２の検出量を増大さ
せることができる。また、２つの凸レンズ２３の間で平
行光となるようになっており、誘電体多層膜フィルター
２４により特定の波長光のみを通し、光子検出器２２の
検出面に集光することができる。
光子を凹面ミラー２２で対向位置の光子検出器２２に反
射させることができ、光子検出器２２の検出量を増大さ
せることができる。また、２つの凸レンズ２３の間で平
行光となるようになっており、誘電体多層膜フィルター
２４により特定の波長光のみを通し、光子検出器２２の
検出面に集光することができる。
【００２８】上述した構成により、真空チャンバー１２
の軸線に沿って励起光１を衝突部に導くことができ、か
つ衝突部を二重に配置された外筒１６及び内筒１４が囲
みクライオポンプ１８に接続することにより、内表面が
チャコールで形成された内筒を極低温に保持でき、内筒
内面を無反射にしてバックグラウンドをなくすと共に、
チャコールによる吸着により真空度を約１０-8Ｔｏｒｒ
にすることができる。
の軸線に沿って励起光１を衝突部に導くことができ、か
つ衝突部を二重に配置された外筒１６及び内筒１４が囲
みクライオポンプ１８に接続することにより、内表面が
チャコールで形成された内筒を極低温に保持でき、内筒
内面を無反射にしてバックグラウンドをなくすと共に、
チャコールによる吸着により真空度を約１０-8Ｔｏｒｒ
にすることができる。
【００２９】図６は、本発明の光子検出器を用いて測定
した11Ｂ2+ビーム（イオンビーム）のレーザー誘起蛍光
スペクトル図を示す。この図において、（Ａ）は、２０
６．７８９ｎｍの蛍光の計測例であり、（Ｂ）は２０
６．６４３ｎｍの蛍光の計測例である。いずれも、横軸
に波長、縦軸に光子強度を示している。従来は、上述し
たようにバックグラウンドの影響で微弱な蛍光がほとん
ど計測できなかった。しかし、本発明の光子検出器によ
り、この図に示すように、バックグラウンドをほとんど
完全になくし、対象とする蛍光を選択的に精度よく検出
できることが確認された。
した11Ｂ2+ビーム（イオンビーム）のレーザー誘起蛍光
スペクトル図を示す。この図において、（Ａ）は、２０
６．７８９ｎｍの蛍光の計測例であり、（Ｂ）は２０
６．６４３ｎｍの蛍光の計測例である。いずれも、横軸
に波長、縦軸に光子強度を示している。従来は、上述し
たようにバックグラウンドの影響で微弱な蛍光がほとん
ど計測できなかった。しかし、本発明の光子検出器によ
り、この図に示すように、バックグラウンドをほとんど
完全になくし、対象とする蛍光を選択的に精度よく検出
できることが確認された。
【００３０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更できることは勿論である。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更できることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、本発明の光子検出器
は、励起光とイオンビームの衝突部に流入する散乱光
の反射率を十分低く抑えることができ、かつ衝突部が
位置する真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真
空に保持することができる、等の優れた効果を有する。
は、励起光とイオンビームの衝突部に流入する散乱光
の反射率を十分低く抑えることができ、かつ衝突部が
位置する真空チャンバー内を１０-8Ｔｏｒｒ以上の高真
空に保持することができる、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】図２及び図３のレンズ構成を示す図である。
【図６】本発明の光子検出器を用いて測定した11Ｂ2+ビ
ーム（イオンビーム）のレーザー誘起蛍光スペクトル図
である。
ーム（イオンビーム）のレーザー誘起蛍光スペクトル図
である。
【図７】二重蓄積リング（ＤＳＲ）の模式図である。
【図８】Ｘ線分光装置の模式図である。
１ 励起光 ２ 衝突部 ３ イオンビーム １０ 光子検出器 １２ 真空チャンバー １４ 無反射パネル（内筒） １５ チャコール １６ 熱シールドパネル（外筒） １８ クラリオポンプ １８ａ 第１ステージ １８ｂ 第２ステージ ２０ 光検出器（フォトマル） ２２ 凹面ミラー ２３ 凸レンズ ２４ フィルター
Claims (6)
- 【請求項１】 真空チャンバー内の励起光の衝突部を囲
む無反射パネルと、該無反射パネルを間隔を隔てて囲む
熱シールドパネルとを備え、 無反射パネルの内面は極低温に保持されたチャコールで
構成され、熱シールドパネルは熱伝導率が高く輻射率が
低い材料で構成されかつ極低温に保持される、ことを特
徴とする光子検出器。 - 【請求項２】 クライオポンプを備え、該クライオポン
プの冷却部に前記無反射パネルと熱シールドパネルが直
接接続され、これにより無反射パネルが約１５Ｋ以下に
保持され、熱シールドパネルが約７０Ｋ以下に保持され
る、ことを特徴とする請求項１に記載の光子検出器。 - 【請求項３】 筒状の真空チャンバーと、該真空チャン
バーの外周部に取り付けられたクライオポンプ及び光子
検出器と、真空チャンバーの内部に同軸方向に間隔をも
って二重に配置された外筒及び内筒とを備え、 前記外筒及び内筒は、クライオポンプの第１冷却ステー
ジと第２冷却ステージにそれぞれ接続されて極低温に保
持され、かつ光子検出器の取り付け位置の中心軸方向に
対応してそれぞれ開口が設けられ、更に内筒の内表面が
チャコールで形成されている、ことを特徴とする光子検
出器。 - 【請求項４】 前記真空チャンバー、外筒及び内筒に、
それぞれ励起光の入射口と出射口が設けられている、こ
とを特徴とする請求項３に記載の光子検出器。 - 【請求項５】 前記真空チャンバーの光子検出器取り付
け位置と対向する位置に、励起光の衝突部を中心とする
球面を反射面とする凹面ミラーが設けられている、こと
を特徴とする請求項３又は４記載の光子検出器。 - 【請求項６】 前記真空チャンバー内に導入したイオン
ビームに、励起光を照射して発生する光子を検出する請
求項１乃至５に記載の光子検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09696897A JP3639888B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 光子検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09696897A JP3639888B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 光子検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288553A true JPH10288553A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3639888B2 JP3639888B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=14179039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09696897A Expired - Fee Related JP3639888B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 光子検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3639888B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7313922B2 (en) | 2004-09-24 | 2008-01-01 | Brooks Automation, Inc. | High conductance cryopump for type III gas pumping |
| JP2011192933A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Anritsu Corp | イオントラップ型周波数標準器 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP09696897A patent/JP3639888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7313922B2 (en) | 2004-09-24 | 2008-01-01 | Brooks Automation, Inc. | High conductance cryopump for type III gas pumping |
| JP2011192933A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Anritsu Corp | イオントラップ型周波数標準器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3639888B2 (ja) | 2005-04-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031201 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20040322 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040728 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040921 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041027 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20041118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Effective date: 20041221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
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