JPS58184250A - 二次電子増倍管 - Google Patents
二次電子増倍管Info
- Publication number
- JPS58184250A JPS58184250A JP5985482A JP5985482A JPS58184250A JP S58184250 A JPS58184250 A JP S58184250A JP 5985482 A JP5985482 A JP 5985482A JP 5985482 A JP5985482 A JP 5985482A JP S58184250 A JPS58184250 A JP S58184250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dynode
- stage
- electron multiplier
- dynodes
- secondary electron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
- H01J43/04—Electron multipliers
- H01J43/06—Electrode arrangements
- H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二次電子増倍管のダイノード、さらに絆しく言
えば、ダイノードを構成する薄板の配列／１） に改良を施した二次電子増倍管のダイノードに関する。
えば、ダイノードを構成する薄板の配列／１） に改良を施した二次電子増倍管のダイノードに関する。
以下この明細書において、ダイノードを構成する薄板と
は、すくなくとも−面が二次電子放出能力を有する単一
の薄板または薄板状のものを指称し、この薄板複数枚に
よりダイノードの基本単位が形成されるというように用
いる。また二次電子増倍管の管の主軸に直交するように
配列された１以上のダイノードにより当該二次電子増倍
管の二次電子増倍器（ダイノード組立）が形成されると
いうように使用することにする。
は、すくなくとも−面が二次電子放出能力を有する単一
の薄板または薄板状のものを指称し、この薄板複数枚に
よりダイノードの基本単位が形成されるというように用
いる。また二次電子増倍管の管の主軸に直交するように
配列された１以上のダイノードにより当該二次電子増倍
管の二次電子増倍器（ダイノード組立）が形成されると
いうように使用することにする。
二次電子増倍管は、一般的に真空の管状の容器に、第１
に光電面等の電子源、続いて一連のダイノードよりなる
二次電子増倍器、最後に電子捕集電極（コレクタ）を含
んでいる。これ等の電極は管の主軸に沿って前記順序で
配置されている。この二次電子増倍管の動作時には前記
主軸に沿って電子を加速する電場を発生するためこれら
の電極に適当な電圧がかけられる。このとき電子源から
放出された電子は管軸に沿った順に各ダイノード（２） に衝突しその都度増倍されてコレクタで捕集される。
に光電面等の電子源、続いて一連のダイノードよりなる
二次電子増倍器、最後に電子捕集電極（コレクタ）を含
んでいる。これ等の電極は管の主軸に沿って前記順序で
配置されている。この二次電子増倍管の動作時には前記
主軸に沿って電子を加速する電場を発生するためこれら
の電極に適当な電圧がかけられる。このとき電子源から
放出された電子は管軸に沿った順に各ダイノード（２） に衝突しその都度増倍されてコレクタで捕集される。
以下まず従来の二次電子増倍管に用いられているいわゆ
るバネシャン形ダイノード組立の具体例を挙げて説明す
る。
るバネシャン形ダイノード組立の具体例を挙げて説明す
る。
第３図は従来のバネシャン形ダイノード組立の部分拡大
断面図である。図において１０１および１０２は、ダイ
ノード１００を形成する薄板で紙面にはその短手方向の
端面が示されている。
断面図である。図において１０１および１０２は、ダイ
ノード１００を形成する薄板で紙面にはその短手方向の
端面が示されている。
同様に２０１および２０２は次段のダイノード２００を
構成する薄板である。従来のベネシャ゛ン形ダイノード
では薄板は主軸に対して４５度傾けて配置され、薄板の
二次電子増倍管の主軸に直交する方向の配列ピッチをｄ
ダイノードの前記主軸方向の厚さをｔとすると、ｄ／ｌ
は略１であった。
構成する薄板である。従来のベネシャ゛ン形ダイノード
では薄板は主軸に対して４５度傾けて配置され、薄板の
二次電子増倍管の主軸に直交する方向の配列ピッチをｄ
ダイノードの前記主軸方向の厚さをｔとすると、ｄ／ｌ
は略１であった。
この基本的な形状は電子が主軸に平行にダイノードに入
射するという条件のもとに、総ての電子がダイノードの
いずれかの薄板に衝突させることにあるように思われる
。以□下：この明細書においてこのようなダイノードの
形状を幾何光学的に不透明または単に不透明と言うこと
にする。
射するという条件のもとに、総ての電子がダイノードの
いずれかの薄板に衝突させることにあるように思われる
。以□下：この明細書においてこのようなダイノードの
形状を幾何光学的に不透明または単に不透明と言うこと
にする。
本件発明者はこのような従来のダイノードは次段に二次
電子を送ると言う観点からは必ずしも理想的な形状でな
いことを見出した。
電子を送ると言う観点からは必ずしも理想的な形状でな
いことを見出した。
すなわち（ｉ）ダイノードを形成する薄板の前段ダイノ
ードよりの部分から放出された二次電子は前段ダイノー
ドによる電界のみだれにより第１図に矢印ａｌ ａ２で
示すように再度当該ダイノードに戻される。（ｉｉ ）
薄板の中央部で放出された二次電子の一部はｂｌ ｂ２
に示すように隣接する薄板の裏面に衝突する。これ等の
二次電子の持つエネルギーは極めて低いので二次電子を
さらに放出させることはできない。
ードよりの部分から放出された二次電子は前段ダイノー
ドによる電界のみだれにより第１図に矢印ａｌ ａ２で
示すように再度当該ダイノードに戻される。（ｉｉ ）
薄板の中央部で放出された二次電子の一部はｂｌ ｂ２
に示すように隣接する薄板の裏面に衝突する。これ等の
二次電子の持つエネルギーは極めて低いので二次電子を
さらに放出させることはできない。
そこで本件発明者等は、ダイノードを構成する前記薄板
のピッチｄと前記ダイノードの厚さｔとの比ｄ／ｌ （
従来のものはｄ／１＝１）を１．５０〜１．７５の範囲
に選定し、当該ダイノードから放出された電子が次段に
到達する確率が大きくす・チー、・ る提案を行なている。この提案に係わるダイノードは薄
板と薄板間に幾何光学的に透明な部分がで（３） きるが、このピッチと同じ空間周波数の信号電子の入力
があるときや、ダイノード組立の２段以降に使用すると
きには問題はなく著しく増倍率を向上させることができ
る。
のピッチｄと前記ダイノードの厚さｔとの比ｄ／ｌ （
従来のものはｄ／１＝１）を１．５０〜１．７５の範囲
に選定し、当該ダイノードから放出された電子が次段に
到達する確率が大きくす・チー、・ る提案を行なている。この提案に係わるダイノードは薄
板と薄板間に幾何光学的に透明な部分がで（３） きるが、このピッチと同じ空間周波数の信号電子の入力
があるときや、ダイノード組立の２段以降に使用すると
きには問題はなく著しく増倍率を向上させることができ
る。
第４図は前記提案に係る実験の結果を示すグラフである
。ｄ／ｌが１．０から１．５までは次段ダイノードへの
到達率η（ｄ／ｌ＝１のときのη−１とする）は単調に
増大し、ｄ／ｌが１．５から１．７５までの間で１．９
倍以上その中でも１゜６４で最大となる。ｄ／ｌが１．
７より大きいときは上記率は減少する。これは前述の電
界による効果はｄ／ｌが１．５から１゜７５の間で飽和
するのに対しｄ／ｌが１．５から１．７５を越えると入
射する電子からみてダイノードの薄板の部分より透明な
部分が大きくなって放出した電子が次段ダイノードの薄
板へ衝突する率が下がるためであると考えられる。
。ｄ／ｌが１．０から１．５までは次段ダイノードへの
到達率η（ｄ／ｌ＝１のときのη−１とする）は単調に
増大し、ｄ／ｌが１．５から１．７５までの間で１．９
倍以上その中でも１゜６４で最大となる。ｄ／ｌが１．
７より大きいときは上記率は減少する。これは前述の電
界による効果はｄ／ｌが１．５から１゜７５の間で飽和
するのに対しｄ／ｌが１．５から１．７５を越えると入
射する電子からみてダイノードの薄板の部分より透明な
部分が大きくなって放出した電子が次段ダイノードの薄
板へ衝突する率が下がるためであると考えられる。
しかしながら、第１段ダイノードについては前記幾何光
学的に透明な部分が問題になる。
学的に透明な部分が問題になる。
第１段ダイノードに入射する電子の放出源は光電（５）
（４）
面等のように均一な放射面である場合が多い。また質料
分析に二次電子増倍管を利用するときは、粒子線はスリ
ットやアパーチャを介して入射される。このような場合
スリットやアパーチャに第１段ダイノードとの関係で特
定の構造を要求するのは事実上困難である。
分析に二次電子増倍管を利用するときは、粒子線はスリ
ットやアパーチャを介して入射される。このような場合
スリットやアパーチャに第１段ダイノードとの関係で特
定の構造を要求するのは事実上困難である。
一般的に言って二次電子増倍管において、入射電子、入
射イオン等の入射粒子線の形成する像は、第１段ダイノ
ードの薄板の空間周波数とは無関係である。したがって
、前記提案に係わるダイノードは第１段ダイノードとし
ては不適当である。
射イオン等の入射粒子線の形成する像は、第１段ダイノ
ードの薄板の空間周波数とは無関係である。したがって
、前記提案に係わるダイノードは第１段ダイノードとし
ては不適当である。
本発明の目的はダイノード組立全体に改良を施すことに
より、二次電子増倍管全体としての性能を向上させた二
次電子増倍管を提供することにある。
より、二次電子増倍管全体としての性能を向上させた二
次電子増倍管を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明による二次電子増倍管
は、多段のバネシャン形ダイノード組立を有する二次電
子増倍管において、入射粒子線源から見て幾何光学的に
不透明な初段のダイノードと、前記二次電子増倍管の主
軸に直交する面にお（６） ける薄板のピッチｄと前記主軸方向の厚さｔが１．５≦
ｄ／ｌ≦−１，７５ の関係にある２以上の次段ダイノードとを含んで構成さ
れている。
は、多段のバネシャン形ダイノード組立を有する二次電
子増倍管において、入射粒子線源から見て幾何光学的に
不透明な初段のダイノードと、前記二次電子増倍管の主
軸に直交する面にお（６） ける薄板のピッチｄと前記主軸方向の厚さｔが１．５≦
ｄ／ｌ≦−１，７５ の関係にある２以上の次段ダイノードとを含んで構成さ
れている。
前記構成によれば、入射粒子線源が光電子であるとすれ
ば、前記第１段ダイノードは、入射光電子から見ると不
透明であるから第１段ダイノードに衝突しない電子は皆
無となる。第２段以降のダイノード組立には前記提案に
係わるダイノードが２以上用いられ後段への移送の効率
を高めるので全体として増倍率を向上させることができ
る。
ば、前記第１段ダイノードは、入射光電子から見ると不
透明であるから第１段ダイノードに衝突しない電子は皆
無となる。第２段以降のダイノード組立には前記提案に
係わるダイノードが２以上用いられ後段への移送の効率
を高めるので全体として増倍率を向上させることができ
る。
以下図面等を参照して本発明による二次電子増倍管をさ
らに詳しく説明する。第１図は本発明を光電子増倍管に
適用した実施例を示す縦断面図である。円筒状のガラス
気密容器１の一方の底面に光電面２が形成されている。
らに詳しく説明する。第１図は本発明を光電子増倍管に
適用した実施例を示す縦断面図である。円筒状のガラス
気密容器１の一方の底面に光電面２が形成されている。
この円筒内に第１段（初段）のダイノード３、第２°段
から第９段までのダイノード４，５，６．７．８．９，
１０．および１１の８段のダイノード、つ→□い：：・
□て第１０段のダイノードが設けられている。前記第１
段のダイノードはｄ／ｌ＝ｌのいわゆる不透明なダイノ
ード、第２段から第９段のダイノードは本件発明者等の
先の提案に係わるｄ／ｌ＝１．６のダイノード、第１０
段ダイノードは第９段ダイノード１１に向かう開口をも
つ皿状のダイノードである。第９段ダイノード１１と第
１０段ダイノードの間には網状の捕集電極１３が配置さ
れている。
から第９段までのダイノード４，５，６．７．８．９，
１０．および１１の８段のダイノード、つ→□い：：・
□て第１０段のダイノードが設けられている。前記第１
段のダイノードはｄ／ｌ＝ｌのいわゆる不透明なダイノ
ード、第２段から第９段のダイノードは本件発明者等の
先の提案に係わるｄ／ｌ＝１．６のダイノード、第１０
段ダイノードは第９段ダイノード１１に向かう開口をも
つ皿状のダイノードである。第９段ダイノード１１と第
１０段ダイノードの間には網状の捕集電極１３が配置さ
れている。
第２図に第１段ダイノードと第２段ダイノードを拡大し
て示しである。
て示しである。
第１段ダイノード３を形成する９枚の薄板は同一形状で
各長辺長さは１９ｍｍ、短辺の長さは３゜１ｍｍである
。
各長辺長さは１９ｍｍ、短辺の長さは３゜１ｍｍである
。
第１段ダイノード３を形成する前記９枚の薄板は光電子
増倍管の主軸に対して角度４５度を保って前記主軸と平
行な面でピッチｄ＝２．４ｍｍを保って配置されている
。
増倍管の主軸に対して角度４５度を保って前記主軸と平
行な面でピッチｄ＝２．４ｍｍを保って配置されている
。
第１段ダイノード３のピッチｄと厚さｔとの比はｄ／ｌ
＝２． ４／ （３，町・、ＸＯ，７）＝１．０８で
略１で不透明である。 ：□： 第２段ダイノード４も同様に９枚の薄板から形成（７） される。この９枚の薄板は相互に同一形状で各長辺の長
さは１９ｍｍ、短辺の長さは２．１ｍｍである。
＝２． ４／ （３，町・、ＸＯ，７）＝１．０８で
略１で不透明である。 ：□： 第２段ダイノード４も同様に９枚の薄板から形成（７） される。この９枚の薄板は相互に同一形状で各長辺の長
さは１９ｍｍ、短辺の長さは２．１ｍｍである。
前記９枚の薄板は光電子増倍管の主軸に対して前記第１
のダイノードとは反対側に角度４５度を保って前記主軸
と平行な面モビツチｄ＝２．４ｍｍ □を保って配置
されている。第２段ダイノード４のピッチｄと厚さｔと
の比は ｄ／ｌ＝２．４／ （２，１ｘ０．７） −１，６であ
る。
のダイノードとは反対側に角度４５度を保って前記主軸
と平行な面モビツチｄ＝２．４ｍｍ □を保って配置
されている。第２段ダイノード４のピッチｄと厚さｔと
の比は ｄ／ｌ＝２．４／ （２，１ｘ０．７） −１，６であ
る。
なお第２段ダイノード４の各薄板の上辺は、第１段ダイ
ノード３の各薄板の下辺に対して薄板の配列方向に（図
中右方向に）０．２３ｍｍずらしである。
ノード３の各薄板の下辺に対して薄板の配列方向に（図
中右方向に）０．２３ｍｍずらしである。
第２図に示す網状電極３１および４１はそれぞれ第１の
ダイノード３および第２のダイノード４と゛おなじ電位
が与えられている。
ダイノード３および第２のダイノード４と゛おなじ電位
が与えられている。
第３段ダイノード５から第９段ダイノード１１は交互に
傾きが変るだけで他の部分の形状は第２のダイノード４
と変らない。
傾きが変るだけで他の部分の形状は第２のダイノード４
と変らない。
（９）
（８）
前記構成のダイノード組立を用いた光電子増倍管の実施
例と従来のダイノード組立を用いた光電子増倍管の増幅
度を比較する。
例と従来のダイノード組立を用いた光電子増倍管の増幅
度を比較する。
前記実施例光電子増倍管の光電面２に一２００ボルトを
接続し、他の電極は相互に接続し電流針を介して接地し
ダイノード組立を不作動にし光電変換効率を測定する。
接続し、他の電極は相互に接続し電流針を介して接地し
ダイノード組立を不作動にし光電変換効率を測定する。
光電面２を１／１００ルーメンの光で照射すると１マイ
クロアンペアの出力電流かえられた。
クロアンペアの出力電流かえられた。
前記光電子増倍管の光電面２に一１２００ボルトを接続
し、第１段ダイノードを−１１００ボルト第２段ダイノ
ードから順に１００ボルトづつ高い電圧を与えて第１０
段ダイノードを一１００ボルトにし捕集電極をを電流針
を介して接地する。
し、第１段ダイノードを−１１００ボルト第２段ダイノ
ードから順に１００ボルトづつ高い電圧を与えて第１０
段ダイノードを一１００ボルトにし捕集電極をを電流針
を介して接地する。
−この状態で光電子増倍管の充電面２に１０のマイナス
７乗の光で照射すると１００マイクロアンペアの出力電
流かえられた゛。
７乗の光で照射すると１００マイクロアンペアの出力電
流かえられた゛。
すなわちこの光電子増倍管のダイノード組立の二次電子
増倍率は５×１０の７乗である。
増倍率は５×１０の７乗である。
次に同様にして、第１段のダイノードから第９（１０）
段のダイノードまで前記第１段のダイノードと同一形状
のもの（ｄ／ｌ＝１のもの）を使用したときのダイノー
ド組立の二次電子増倍率を測定したところ、二次電子増
倍率は５×１０の５乗であった。なお他の条件は総て同
一にしである。
のもの（ｄ／ｌ＝１のもの）を使用したときのダイノー
ド組立の二次電子増倍率を測定したところ、二次電子増
倍率は５×１０の５乗であった。なお他の条件は総て同
一にしである。
したがって、本発明による光電子増倍管の二次電子増倍
率は従来のものに比較して１００倍になったことになる
。
率は従来のものに比較して１００倍になったことになる
。
単純に比較するとこのように本発明の二次電子増倍管は
従来の二次電子増倍管（ダイノードの薄板の配列のピッ
チと薄板の管軸方向の距離との比が１）と比べてより大
きな電子増倍率が得られる。
従来の二次電子増倍管（ダイノードの薄板の配列のピッ
チと薄板の管軸方向の距離との比が１）と比べてより大
きな電子増倍率が得られる。
この結果は第２〜第９段ダイノードの増倍率が各段あた
り約１．５倍になったものと計算される。
り約１．５倍になったものと計算される。
これは第３図を参照して説明した約２倍の増倍率と相違
する。この理由は、均一に入射するのではなく、特定の
場所に集中して入射し、その場所からの放出電子の放出
効率は一来においてもかなり高かったため放出効率が飽
ｉしたものと解される。−以上詳しく説明したように本
発明では、初段に不透明なダイノードを用い、次段以後
に一部透明部分を有するダイノードを２以上使用してい
るので、二次電子増倍管の増倍率を著しく向上させるこ
とができる。
する。この理由は、均一に入射するのではなく、特定の
場所に集中して入射し、その場所からの放出電子の放出
効率は一来においてもかなり高かったため放出効率が飽
ｉしたものと解される。−以上詳しく説明したように本
発明では、初段に不透明なダイノードを用い、次段以後
に一部透明部分を有するダイノードを２以上使用してい
るので、二次電子増倍管の増倍率を著しく向上させるこ
とができる。
第１図は本発明を光電子増倍管に適用した実施例を示す
縦断面図、第２図は前記光電子増倍管の初段のダイノー
ドと第２段のダイノードを拡大して示した断面図、第３
図は従来のダイノード問題点を説明するための略図、第
４図本発明による二次電子増倍管で２段以降に使用する
ダイノードのダイノードの特性を説明するためのグラフ
である。 １・・・円筒状のガラス気密容器 ２・・・光電面 ３・・・初段のダイノード４〜
１１・・・２段〜９段の透明部のあるダイノード１２・
・・１０段のダイノード、 １３・・・捕集電極 薫１ １１ 特許出願人 浜松テレビ株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 （１１） （１２） 第３図 ヒ−づ÷ 、 、、 ０．、．１ＯＪ Ａ＋ １００１１．１２０３ 才４図
縦断面図、第２図は前記光電子増倍管の初段のダイノー
ドと第２段のダイノードを拡大して示した断面図、第３
図は従来のダイノード問題点を説明するための略図、第
４図本発明による二次電子増倍管で２段以降に使用する
ダイノードのダイノードの特性を説明するためのグラフ
である。 １・・・円筒状のガラス気密容器 ２・・・光電面 ３・・・初段のダイノード４〜
１１・・・２段〜９段の透明部のあるダイノード１２・
・・１０段のダイノード、 １３・・・捕集電極 薫１ １１ 特許出願人 浜松テレビ株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 （１１） （１２） 第３図 ヒ−づ÷ 、 、、 ０．、．１ＯＪ Ａ＋ １００１１．１２０３ 才４図
Claims (2)
- （１） 多段のベネシャン形ダイノード組立を有する
二次電子増倍管において、入射粒子線源から見て幾何光
学的に不透明な初段のダイノードと、前記二次電子増倍
管の主軸に直交する面における薄板のピッチｄと前記主
軸方向の厚さｔが下記の関係にある２以上の次段ダイノ
ードとを含んで構成したことを特徴とする二次電子増倍
管。 記 １、５≦ｄ／ｌ≦１．７５ - （２） 前記二次電子増倍管は光電子増倍管であって
第２段ダイノードから捕集電極前段までのダイノードの
ピッチｄと前記主軸方向の厚さｔの比を総て前記範囲内
のものとした特許請求の範囲第１項記載の二次電子増倍
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5985482A JPS5923609B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 二次電子増倍管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5985482A JPS5923609B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 二次電子増倍管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184250A true JPS58184250A (ja) | 1983-10-27 |
| JPS5923609B2 JPS5923609B2 (ja) | 1984-06-04 |
Family
ID=13125188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5985482A Expired JPS5923609B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 二次電子増倍管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923609B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258536A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子増倍素子 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144403U (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-06 | ||
| JPS6368502U (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-09 | ||
| JPH022607U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-09 | ||
| JPH022606U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-09 | ||
| JPH02150701A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Smc Corp | ピストン位置検出装置 |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP5985482A patent/JPS5923609B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258536A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子増倍素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5923609B2 (ja) | 1984-06-04 |
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