JPS5828706B2 - ストリ−クカメラ撮像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１ピコ秒と同程度あるいはそれ以下の継続時
間の発光現象を、ピコ秒レンジの時間分解能で直接測定
するのに用いられる電子光学撮像管に関するものである
。

更に詳しくは、本発明は例えばレーザ光線のような光源
あるいはプラズマからの発光あるいはＸ線放電のように
、極小放射エネルギーパルスの直接線形測定を提供しう
る撮像管ストリークカメラに関するものである。

従来この分野において知られていたストリークカメラの
撮像管は、分解能と動作速度との間での妥協が要求され
てきた。

高分解能管は、ターゲットが映像される光電陰極と、該
光電陰極から離れて設置された陽極りん光スクリーンを
使用していた。

球底円錐電子ピンホール光学によれば、ピンホールでの
空間電荷は重大な分解能損失の原因となる。

それ故、そのような管は低利得で動作されねばならず、
必要な利得を与えるために陽極にイメージ増強器を付け
ることが要求される。

光電陰極に近接設置された抽出器（ｅｘｔｒａｃｔｏｒ
）電極は、急速に電子を加速し、速度分散を減少する
のに使用される。

抽出器電極は、光電子が光電陰極から放出された後、該
光電子の速度を増加させるのに適した高電圧のメツシュ
からなる。

しかしながら、抽出器電極は隣接するメツシュ間のレン
ズ効果が加わることによって撮像管の分解が低下する傾
向にあり、断続する光電子によって感度が減少する。

本発明の目的は、放射エネルギーのピコ秒パルスをピコ
秒レンジの時間分解能で直接測定しうる撮像管ストリー
クカメラ゛（おいて用いられるｉｔ電子光学撮像管提供
することにある。

この目的は、本発明でよれば、光電陰極上に入射するタ
ーゲットの像をコリメートされた電子ビームに変換する
よう配置された光電陰極と受動マイクロチャンネル板コ
リメータから成り、コリメートされた光電子を受は光電
子に電界をかけてストリークレコードを生じさせるよう
配置された偏向電極を有する電子光学撮像管によって達
成される。

マイクロチャンネル板を使用すると、横方向の光電子速
度の選択が可能であり、光電陰極にりん光スクリーンを
近接させることによって集束させることができる。

この短い間隔は長さ方向の光電子速度の分散効果を減じ
、時間分解能を増大し、感度を維持する。

更に、対象となるターゲットの映像の三部分を限定する
ナイフェツジが光路中に要求されないので、ターゲット
と撮像管の光学的配置がかなり簡素化される。

このナイフェツジは、光電陰極上の狭い活性領域すなわ
ち狭いコリメータによってち−きかえられるのである。

その結果、陽極スクリーンを横切るよう偏向された電子
線は、ターゲットの所望の部分のみ映像する。

本発明は、以下の好ましい実施態様の説明と添付図面に
よって、より明瞭に理解されるであろう。

添付図面を参照すれば、その第１図には、白色パルスが
集束する光電陰極３を有するストリーク管２が示されて
いる。

光電陰極３は入射光に直接応答して電子を放出し、それ
らの電子は種々の大きさと方向の速度をもって該光電陰
極３から放出される。

本発明によれば、マイクロチャンネル板コリメータ４が
光電陰極３からはなれてかつ近接して設けられている。

マイクロチャンネル板コリメータ４はより詳細に第３図
及び第４図に示されている。

マイクロチャンネル板４は鉛ガラスで作られて釦り、電
子のような荷電粒子の有効な吸収体になっている。

マイクロチャンネル板は、より硬質のガラスで被覆され
ている複数の軟質ガラス細管５で作られている。

これらの細管は六角状に配列され貫通して食刻されてい
る。

孔径は８□クロンのオーダであり、中心間距離は１２□
クロンである。

細管孔配列は０．５５ｍから１ｃｍのオーダの長さとす
ることができる。

角形細管の配列の場合もまた、同様寸法のものを利用し
うる。

次いで細管は２次電子を放出し水・適当な導体でメンキ
される。

この導体層は表面電荷増大を最小化し、結果的に電子に
対する孔の実際の閉塞を最小化する。

管の時間分解能は光電陰極３の放出面での電界強度に依
存するので、該光電陰極３とマイクロチャンネル板４の
対向面との間隔には、もし耐えられるならば該間隔をブ
レークダウンするような電圧１で瞬間的にパルスがかけ
られる。

光電陰極３とマイクロチャンネル板４の板表面は、従来
技術にむけるグリッド構造よりも高電界を印加させられ
、それによって高分解能となる。

光電陰極３とマイクロチャンネル板４との間の電界によ
って加速された電子は、それらがマイクロチャンネル板
４の面に対して実質的に垂直に入射する場合のみコリメ
ーティングマイクロチャンネル板４内の細管を通過する
。

被板の細管を通過した電子は、平行にかつ実質的に同一
速度で運動する。

りん光スクリーン６とマイクロチャンネルコリメータ板
４は同電位であるので、電子には偏向電極８，９の電界
のみがかけられる。

しかしながら、導体メッキは細管の孔全長にわたって広
げる必要はない。

第１図に示したように、光電陰極３によって放出される
電子は、１ず、該光電陰極３とマイクロチャンネル板４
との強電界によって加速される。

スクリーン６は、電子線を見ることができるように、適
当なりん光体で被覆されている。

スクリーン上の像は、光学繊維板７によって適当なカメ
ラあるいはもし必要があればイメージ増強器（図示せず
）に伝送される。

コリメートされた電子線は、光電陰極３を板４の間の電
圧パルスに同期して偏向電極８，９に印加される三角波
電圧（ｒａｍｐｖｏｌｔａｇｅ ） によって偏向さ
れる。

第５図に示したように、光電陰極３は、その上にピンホ
ール開口１１によってターゲット１２を映像している。

第１図に示したように、細管コリメータ４は、わずか１
００ミクロン幅の細管配列体が取付けられているので、
ターゲット１２の偉の薄片のみが陽極６に表われる。

今１では、ピンホール１１と光電陰極３の間の光路中に
ナイフェツジスリットを設置する必要があったのである
。

第２図に示す本発明の実施例において、活性光電陰極材
料は狭い細長部１３の形である。

光電陰極細長部１３は細管のより広いコリメータ配列体
の使用を可能にする。

この様式にち・いては、活性光電材料の狭い細長部１３
は、前記のナイフェツジあるいは、第１図に示されてい
る狭いコリメータ配列と同様の機能を果たす。

第２図に示されている配置はまた、Ｘ線源のス） ＩＪ
−り写真に関連して使用されうる。

第６図を説明すると、Ｘ線源１４は第５図の光学的場合
と同様、ビンホー用１によって映像される。

Ｘ線像は適当なＸ線感知光電陰極１３に当たる。

そのような光電陰極はしばしば金で作成される。

都合のよいことには、Ｘ線源は光の場合のように光電陰
極の裏側よりはむしろ管２の側面を貫通して形成され、
より大きな分光感度を与える。

周知のように、適当なＸ線透明窓がこの管２の側面に設
けられているのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するス） ＩＪ−り撮像管を示
すものである。 第２図は、第１図の撮像管の一変形例である。 第３図は、本発明において使用されるマイクロチューブ
コリメータを示している。 第４図は、第３図のコリメータの断面図である。 第５図は、本発明の撮像管の一部をなす光電陰極のター
ゲットの映像を示している。 第６図は、本発明のストリーク撮像管のＸ線変換を示し
ている。 ２・・・ストリーク管、３・・・光電陰極、４・・・コ
リメータ、５・・・細管、６・・・りん光スクリーン、
７・・・光学繊維板、８，９・・・偏向電極、１１・・
・ピンホール１２・・・ターゲット、１３・・・光電陰
極細長部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 短継続時間の光子量像を受けそれらを光電子に変換
   するための光電陰極、該光電子を受けるためのりん光ス
   クリーン、該光電子の通路に近接する偏向電極からなる
   ストリークカメラ撮像管において、該光電陰極の放出面
   に近接してコリメータが配置されていることを特徴とす
   るストリークカメラ撮像管。 ２ 前記コリメータは光電陰極の表面に対し法線放射さ
   れた電子を通過させる複数の細管の配列体からなる特許
   請求の範囲第１項記載のストリークカメラ撮像管。 ３ 前記複数の細管はガラスマイクロチャンネル板中に
   包含されている特許請求の範囲第２項記載のストリーク
   カメラ撮像管。 ４ 前記コリメータは導電体で被覆されたガラスマイク
   ロチャンネル板からなる特許請求の範囲第２項記載のス
   トリークカメラ撮像管。 ５ 前記の細管配列体はナイフェツジ光学スリットとし
   て機能する十分狭い幅を有する特許請求の範囲第２項記
   載のス） ＩＪ−クヵメラ撮像管０６ 前記光電陰極と
   コリメータとの間に電圧パルスを印加して該光電陰極に
   よって放出された電子を加速する特許請求の範囲第１項
   記載のストリークカメラ撮像管。 ７ 前記偏向電極に三角波電圧を印加する特許請求の範
   囲第１項記載のストリークカメラ撮像管。 ８ 前記光電陰極はナイフェツジ光学スリットとして働
   くようにした狭い光電陰極細長部からなる特許請求の範
   囲第１項記載のストリークカメラ撮像管。