JPS612001A - 入射位置検出装置 - Google Patents

入射位置検出装置

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JPS612001A
JPS612001A JP12263884A JP12263884A JPS612001A JP S612001 A JPS612001 A JP S612001A JP 12263884 A JP12263884 A JP 12263884A JP 12263884 A JP12263884 A JP 12263884A JP S612001 A JPS612001 A JP S612001A
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JP
Japan
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anode
incident
electrodes
photocathode
incident position
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Pending
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JP12263884A
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English (en)
Inventor
Junichi Takeuchi
純一 竹内
Hidehiro Kume
英浩 久米
Shinichi Muramatsu
新一 村松
Masahiro Iida
飯田 昌宏
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光電子増倍装置、さらに詳しく言えば光電面に
入射した微弱な入射光の光電面への入射位置と入射量を
測定することができる入射位置検出装置に関する。
(従来の技術) 光電子増倍管の光電面の前面にシンチレータ等を配置し
、微弱な放射線を検出する装置を形成することができる
光電子増倍管は固体の光電変換装置では得られない優れ
た特性をもっているが、それ自体を小形にすることは困
難である。
そのためこのような装置において、光電子増倍管の単一
の光電面に入射したパルス性の光が前記光電面のどの位
置に入射したかを知りたいと言う要請がある。
この要請に応えるため、本件出願人は、単一の光電面に
対して、複数組のダイノードとアノードを対応させ、ど
のダイノードから出力が得られたかにより光電面のどの
領域に入射光があったか判別することができる装置を特
願昭59−77294号としてすでに提案している。
(発明の目的) 本発明の目的は前述の装置と同様に光電子増倍管を使用
してより高い精度で入射位置を知ることができる入射位
置検出装置を提供することにある。
(発明の構成および作用) 前記目的を達するために、本発明による入射位置検出装
置は、真空気密容器、前記容器のフェースプレート面内
側に形成された光電面、前記光電面に平行な層状の複数
のダイノードおよび板状のアノードが配置されている光
電子増倍管を用いた入射位置検出装置において、前記ア
ノードを均一な面積抵抗をもつように形成し、前記アノ
ードに電流を供給する電極を前記アノードの周縁に対向
するように接続して位置信号取り出し電極を形成し、前
記位置信号取り出し電極の出力から前記光電面に入射し
たパルス光の入射位置と入射量を演算する演算回路を設
けて構成されている。
光電面に入射したホトンによって発生する光電子の位置
とその光電子に原因する増倍された電子のアノード到達
位置間および入射したホトン数と光電変換され増倍され
た電子の数との間には相関があるので、前記アノードに
設けられた位置信号取り出し電極の出力を演算すること
により前記光電面へのホトンの入射位置と量を検出する
ことができる。
(実施例) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
第1図は本発明による入射位置検出装置で使用する光電
子増倍管を管軸を含む平面で切断して示した断面図であ
る。
真空気密容器1は円筒状であって第1図の上側の面の内
面に光電面2が形成されている。
この光電面2から放出された光電子は、面状で均一で微
細な透過領域の分布を持つ透過形ダイノード群3で増倍
されアノード5に補数される。
第8図に種々の透過形ダイノードの部分を拡大して示し
である。
この実施例は第8図(A)に示すトライアングル形ダイ
ノードを使っている。
ダイノード群3、アノード5は管軸に垂直な平面上で真
空気密容器1の内径全体にわたって拡がるように配置さ
れている。
アノード5の構造を第2図を参照して説明する。
アノード5は第2図に示すような円形のガラス板7の一
面に抵抗膜8を形成し周囲に半月状のアルミニウム電極
11.12.13.14を配置して構成されている。ア
ルミニウムの電極11,12゜13.14は位置信号取
り出し電極である。これらの電極は電極11と12の弦
が互いに平行で対回し、電極13と14の弦が互いに平
行で対向するように配置され、前記抵抗膜8を形成する
前にガラス板7上に形成される。
均一な面積抵抗が得られ、前記位置信号取り出し電極1
1,12,13.14に接続するように酸化スズ膜(ネ
サ膜)で抵抗膜8を形成する。
半月状のアルミニウム電極11,12,13.14の各
中心部には第3図および第4図に示されているように貫
通孔が設けられている。板ばね9a。
9b、9cおよび9dに固定された導体棒が前記各板ば
ねをアルミニウム電極11.12,13゜14に電気的
に接続させるように前記各貫通孔に挿入されている。
前記抵抗膜8は後述するように、前記位置信号取り出し
電極11,12,13.14に電流が分流するためには
充分低い抵抗値を持ち、位置を決定するためには相当な
抵抗値であるような面積抵抗が与えられている。
位置信号取り出し電極11,12,13.14はそれぞ
れ、板ばね9a、9b、9cおよび9dと対応する導体
棒を介して容器の底面に設けられているリード線6・・
・6と接続されている。
第5図は本発明による入射位置検出装置の実施例を示す
光電子増倍管と演算回路の回路図である。
前述した光電子増倍管は等価回路で示されている。
光電子増倍管の各電極には一1000Vの電圧を分圧器
で分圧した電圧が接続されている。分圧器を構成する抵
抗R1は150にΩ、R2〜Rnは50にΩである。ま
たコンデンサ01〜C3の容量はそれぞれ0.01μF
である。
第6図は光電面2に入射したホトンの位置P’(x’、
y’)とアノード5に衝突する電子の位置P (x、 
 y)の関係を座標に対応させて示したモデル図である
第6図に示すように光電面2に入射したホトンによって
発生した光電子は増倍され、ある空間的なひろがりをも
って、アノード5に補数される。
このとき、入射したホトンの位置と、増倍された電子が
アノードにifi突する位置との間には相関があるから
、アノードへの到達位置を演算算出することにより光電
面へのホトンの入射位置を特定する。
アノード5の抵抗膜8の面積抵抗は均一であるから、増
倍された二次電子の入射点Pから各電極11.12.1
3.14までの距離を7!、、B。
7!3+  +24とすると、入射点Pから各、電極1
1゜12.13.14までの抵抗値rl、’r2.r3
゜r4はそれらの距離に比例する。
その結果各電極11,12.13.14までの距離をβ
l、/2.  β3+  I!4と各電極11,12゜
13.14に流れる電流+1.12.+3.+4は逆比
例するので各電極から取り出された信号出力は、増倍さ
れた二次電子の入射位置に関する情報が含まれているこ
とになる。
位置信号取り出し電極11.12.13.14に流れる
電流は各々チャージアンプ21.+2,23.24で電
圧に変換される。
チャージアンプ2122の出力は加算器25、減算器2
6に接続され、各々の出力端は割算器27に接続されて
いる。
同様にチャージアンプ23.24の出力は加算器28、
減算器29に接続され、各々の出力端は割算器30に接
続されている。
理解を容易にするために、抵抗膜8上の位置を第6図に
示すようなX、Y座標により定義する。
Y軸は電極13.14に平行でそれらから等距離にある
。Y軸は電極11.12に平行で同様にそれらから等距
離にある。
今、第6図に示すようにP′点にホトンが入射すると、
増幅された電子は、ある空間的なひろがりをもってアノ
ードに補数される。
このとき、各取り出し電極から第6図に示すように信号
電流+1.12.+3および+4が流れているとする。
前述したように、各電流i+、i2.i3.i4は電子
の入射位置と、各取り出し電極の距離に比例した面積抵
抗r1.r2.r3.r4に逆比例した電流値を示す。
各電流’1.12.’3+  ’4はチャージアンプ2
1.22.23.24で電圧V1.V2 、V3 。
v4に変換される。
電圧V1.V2 、V3 、V4は各信号電流iI+1
2、+3.+4に比例した値となるのでv、=に1 i
l、V2 =に2 +2.V3 ’=に3 +3.V4
−に4i4となる。
加算器25ではV1+v2=に、+l +に212、減
算器26ではV2  V1=に2 i 2  kl  
i 1が演算される。
割算器27から(v2  Vl ) / (Vl +V
2 )−(k2 +2 k+  i+ )/ (kl 
 il +に2 +2)が出力される。
ここでに、=に2とすると上式は0式となる。
(12’ l )/ (il + +2)・・・■同様
にしてに3=に4とすると割算器3oがら■式で示す演
算値が出力される。
(+4−43)/ (β3+i4)・・・00式に示す
信号は点PのX座標に相当する信号であり、■式に示す
信号はY座標に相当する信号である。
単一光パルスの入射光量に対応する量は加算器25.2
8の出力を加算器31に入力し加算することにより入射
光量信号として取り出される。
第7図は本発明による入射位置検出装置の第2の実施例
を示す回路図である。
前記実施例では、加算器、減算器、割算器のアナログ演
算で位置を決定したが、この実施例はチャージアンプ2
1,22,23.24の出力以降をデジタル処理するよ
うに構成しである。
チャージアンプ21.2’2,23.24の各出力は、
アナログデジタルコンバータ41,42,43.44で
デジタル信号に変換され、メモリ45に一時記憶される
。このデータは、インターフェイス46を介してマイク
ロコンピュータ47で演算処理される。
この演算処理のアルゴリズムは先に第5図を参照して説
明した演算の手順と略同じである。
演算処理の結果はX−Yディスプレイ48に表示される
この実施例の特徴は、演算処理が容易となることから各
種の補正が容易になることである。
例えば、アノードの抵抗膜の面積抵抗が均一でなくても
、マイクロコンピュータ47にあらかじめ光電面の入射
位置と各信号取り出し電極に流れる電流値の関係を記憶
させておくことによって位置信号の歪を補正できる。
第8図(B)(C)にダイノードの他の実施例を示す。
同図(B)に示したベネシアンブラインド形ダイノード
、同図(C)に示したメンシュダイノードも光電面の光
電子の発生位置と前記光電子に起因する電子群のアノー
ドへの入射位置間に前述したトライアングルダイノード
と同様に高い相関性を持たせることができる。
(変形例) 以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。
前記実施例では2組の信号取り出し電極を使用している
が、1次元の位置検出で良い場合には1組の信号取り出
し電極で足りる。
また前記実施例は抵抗膜8として酸化スズ膜(ネサ膜)
を使用したが、他の抵抗膜、酸化インジウム膜、酸化ア
ルミニウム膜、タングンステン膜。
アンチモン・セシウム、カリウム・アンチモン・セシウ
ム、ナトリウム・カリウム・アンチモン・セシウム、シ
リコン半導体等で形成される抵抗膜も同様に利用できる
信号取り出し電極もアルミニウムだけではなく、銅等の
金属も同様に利用できる。
前記アノードの基板としてガラス板を使用したが、アル
ミナ等の絶縁体であれば同様に利用できる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明による光電子増倍管を用いた
入射位置検出装置は位置信号取り出し電極を設け、この
電極に流れる電流を演算することにより、光電面に入射
した光パルスの位置をアナログ量またはデジタル量とし
て出力することができる。
また同時に光パルスの強度の情報も取り出すことができ
る。
このように本発明によれば、極めて簡単な構成で単一の
光電面に入射した光パルスの位置および強度の情報を同
時に得られるから前述したシンチレータ等と組み合せる
ことにより、微弱な放射線の検出等に広く利用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による入射位置検出装置で使用する光電
子増倍管を管軸を含む平面で切断して示した断面図であ
る。 第2図は第1図のアノードの平面図である。 第3図は第2図に示したアノードのA−A断面図である
。 第4図は第2図に示したアノードのB−B断面図である
。 第5図は本発明による入射位置検出装置の第1の実施例
を示す回路図である。 第6図は光電面2に入射したホトンの位置とアノードに
衝突する電子の位置関係を座標に対応させて示したモデ
ル図である。 第7図は本発明による入射位置検出装置の第2の実施例
を示す回路図である。 第8図は各種透過形ダイノードの例を示すダイノードの
拡大図である。 1・・・真空気密容器    2・・・光電面3・・・
透過形ダイノード群 4・・・チップ管5・・・アノー
ド       6・・・リード線7・・・ガラス板 
     8・・・抵抗膜4a〜9d・・・板ばね 11.12,13.14・・・位置信号取り出し電極2
1.22.23.24・・・チャージアンプ25.28
.31・・・加算器 26.29・・・減算器 27.30・・・割算器 41.42,43.44・・・アナログデジタルコンハ
′−タ 45・・・メモリ 46・・・インターフェイス 47・・・マイクロコンピュータ 48・・・X−Yディスプレイ 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士  井 ノ ロ  溝 片1図 [111 オ8図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空気密容器、前記容器のフェースプレート面内
    側に形成された光電面、前記光電面に平行な層状の複数
    のダイノードおよび板状のアノードが配置されている光
    電子増倍管を用いた入射位置検出装置において、前記ア
    ノードを均一な面積抵抗をもつように形成し、前記アノ
    ードに電流を供給する電極を前記アノードの周縁に対向
    するように接続して位置信号取り出し電極を形成し、前
    記位置信号取り出し電極の出力から前記光電面に入射し
    たパルス光の入射位置と入射量を演算する演算回路を設
    けて構成したことを特徴とする入射位置検出装置。
  2. (2)前記ダイノードはトライアングル形ダイノード、
    ベネシアンブラインド形ダイノードまたはメッシュダイ
    ノードのいずれかである特許請求の範囲第1項記載の入
    射位置検出装置。
  3. (3)前記均一な面積抵抗をもつアノードの抵抗面は、
    酸化スズ膜、酸化インジウム膜、酸化アルミニウム膜、
    タングンステン膜、アンチモン・セシウム、カリウム・
    アンチモン・セシウム、ナトリウム・カリウム・アンチ
    モン・セシウム、シリコン半導体のいずれかで形成され
    ている特許請求の範囲第1項記載の入射位置検出装置。
JP12263884A 1984-06-14 1984-06-14 入射位置検出装置 Pending JPS612001A (ja)

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JPS612001A true JPS612001A (ja) 1986-01-08

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JP12263884A Pending JPS612001A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 入射位置検出装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0257102U (ja) * 1988-09-13 1990-04-25

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0257102U (ja) * 1988-09-13 1990-04-25

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