JPWO2003087739A1 - 光検出センサ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光検出センサに関する。
背景技術
光検出センサは、光の入射により光電子を放出する陰極と、光電子を収集する陽極とを有し、一般に、陰極が陽極よりも光の入射側に配置されている透過型のものと、陽極が陰極よりも光の入射側に配置されている反射型のものとが存在する。
発明の開示
しかし、上述したような構成の光検出センサでは、一方の電極が他方の電極に対して光の入射側に配置されているので、光検出センサの構造が複雑となっている。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、構造を簡素化した光検出センサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る光検出センサは、電気絶縁性を有する基板と、光の入射により光電子を放出する陰極と、陰極から放出された光電子を収集する陽極と、基板、陰極及び陽極を収容する空間を有し、空間が真空とされたケーシングと、を備え、陰極及び陽極は、基板の同一面上に設けられていることを特徴としている。
本発明によれば、光の入射により陰極から放出された光電子は、真空中を伝わり陽極に収集される。また、陰極及び陽極は電気絶縁性を有する基板の同一面上に設けられているので、構造を簡素化することができる。
本発明において、陰極及び陽極は、互いが噛み合うように櫛歯形状を呈していることが好ましい。このように構成した場合、陰極及び陽極は互いが噛み合う櫛歯形状を呈しているので、陰極と陽極とが近接する部分の面積は大きくなることとなり、感度を向上させることができる。
また、本発明において、陽極は、複数設けられていることが好ましい。このように構成した場合、陰極から放出された光電子は複数の陽極のうちの近接するものに収集される。このため、光の入射箇所によって、複数の陽極のそれぞれに収集される光電子数が異なることとなる。従って、1次元センサまたは2次元センサを実現することができる。
また、本発明において、陰極は、紫外線の入射により光電子を放出することが好ましい。このように構成した場合、光電子は紫外線の入射により放出されることとなるので、紫外線センサを実現することができる。
また、本発明において、陰極の幅は、陽極の幅よりも大きく設定されていることが好ましい。このように構成した場合、陰極の面積が相対的に大きくなり、光電子の放出量を増やすことができ、感度を向上させることができる。
また、本発明において、陰極は、放射状に延びるように設けられた複数の基幹陰極部分と、基幹陰極部分毎に当該基幹陰極部分と交差するように設けられた分岐陰極部分とを含み、陽極は、隣接する基幹陰極部分間に放射状に延びるように設けられた複数の基幹陽極部分と、基幹陽極部分毎に当該基幹陽極部分と交差するように設けられた分岐陽極部分とを含み、分岐陰極部分及び分岐陽極部分とは、放射状方向に見て互いに重なるように配置されていることが好ましい。このように構成した場合、陰極(基幹陰極部分及び分岐陰極部分)から放出された光電子は複数の基幹陽極部分及び分岐陽極部分のうちの近接するものに収集される。このため、光の入射箇所によって、複数の陽極のそれぞれに収集される光電子数が異なることとなる。従って、光の入射位置を概ね知ることができ、2次元センサを実現することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明による光検出センサの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。本実施形態においては、本発明を、紫外線を検出する紫外線センサに適用した例を示している。
まず、図1〜図3に基づいて、本実施形態に係る紫外線センサを説明する。図1は、本実施形態に係る紫外線センサ及び計測回路の構成図であり、図2は、本実施形態に係る紫外線センサを示す斜視図であり、図3は、本実施形態に係る紫外線センサの内部を示す斜視図である。なお、図1では、紫外線センサの内部の構成を明らかにするために紫外線センサのみを断面図として図示している。
紫外線センサ2は、ケーシング10と基板18とを有している。ケーシング10は、紫外線を透過する弗化マグネシウム製の入射窓12と、円形のベース部14と、入射窓12及びベース部14により両端が塞がれる円筒形状の壁部16とを有する。入射窓12、ベース部14及び壁部16により画成される空間は、排気されて真空とされている。ここでの真空とは、放出された光電子により、ケーシング10内に含まれるガスがイオン化されない程度の状態であり、真空度が10Pa以下の状態である。例えば、真空度10−2Pa程度、または、さらに排気して真空度10−2Paよりも真空度を高めた状態である。また、例えば、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスが含まれている場合には、真空度が1Pa程度の状態でもよい。
基板18は、電気絶縁性を有している。基板18は、サファイア、チッカアルミニウム、チッカガリウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、水晶、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸タンタルからなる群から選択された単結晶、多結晶あるいは非晶質状のイオン性結合固体、又はこれらの粉末の焼結体であってもよい。また、シリコン等の半導体、あるいはアルミニウム等の金属の表面に電気絶縁化処理を施したものであってもよい。
基板18は、紫外線の入射側から見たときの形状が、例えば、正方形状となっている。基板18が正方形状の場合、面積は100mm2(=10mm×10mm)であり、厚みは0.5mm程度である。このような基板18は、円形のベース部14の中央に溶接され固定されており、ケーシング10の空間に収容されている。
基板18には、紫外線の入射側の面上に、紫外線の入射により光電子を放出する陰極20と、陰極20から放出された光電子を収集する陽極22とが設けられている。陰極20及び陽極22は、櫛歯形状を呈している。すなわち、陰極20及び陽極22は、第一部分24,28と、第一部分24,28から同方向に延びる複数の第二部分26,30とを有する形状とされている。なお、第一部分24,28及び第二部分26,30は、紫外線の入射側から見たときの形状が矩形となっている。また、図3に示す陰極20及び陽極22の各第二部分26,30の数は、「3」となっている。
それぞれが櫛歯形状とされた陰極20及び陽極22は、陰極20の第二部分26が陽極22の第二部分30の間に入り込むように設けられ、互いに噛み合うように配置されている。すなわち、陰極20及び陽極22は、陰極20及び陽極22の第一部分24,28が伸びる方向(矩形の長い方の辺が延びる方向)から見て、互いの第二部分26,30が重なるように配置されている。このため、陰極20及び陽極22の第二部分26,30は近接することとなる。例えば、近接する部分(重なる部分)の面積は49mm2(=7mm×7mm)である。
また、陰極20及び陽極22の第二部分26,30の幅(第一部分24,28が伸びる方向の長さ)は20μmであり、陰極20の第二部分26と陽極22の第二部分30との間の距離(第一部分24,28が伸びる方向での距離)は40μmにされている。
陰極20は、ボンディングワイヤ32aにより一方のリードピン34aの一端に接続され、陽極22は、ボンディングワイヤ32bにより他方のリードピン34bの一端に接続されている。2本のリードピン34a,34bは、ガラス融着部38a,38bを貫通している。ガラス融着部38a,38bは、ベース部14を貫通する2つのピン孔36a,36b内に挿入されている。このため、2本のリードピン34a,34bは、ガラス融着部38a,38bを介してベース部14に固定されている。
なお、陰極20は、一層又は二層構造となっている。陰極20は、不純物添加させて半導体化させたダイヤモンドやチッカガリウムを含む半導体等の基板に対する密着性が良好な材料の場合には、一層で良いが、金等の基板との密着性が比較的に良くない材料の場合には、高融点材料を第一層として形成した後に第二層を形成したものが用いられる。
二層構造の場合、基板18側の第一層は、チタン、クロムまたはニッケルなどの高融点材料であり、レーザアブレーション法、スパッタ法または蒸着法などにより形成されている。これにより、陰極20は基板18にしっかりと固着される。また、入射窓12側の第2層は、紫外線の入射により光電子を放出する材料である金、銀、銅またはアルミニウム等の金属或いは、半導体化ダイヤモンドや半導体化チッカアルミニウムなどの半導体で形成されている。このような陰極20は、例えば、第1層の厚さが20nmであり、第2層の厚さが150nmである。陽極22は、陰極20と同じ材料等で形成されてもよいし、そうでなくともよい。また、陰極20及び陽極22は、光リソグラフィ法によって形成されてもよいし、金属又は半導体薄膜を基板に形成した後にレーザ加工などによって、薄膜を除去する方法で、形成されてもよい。
2本のリードピン34a,34bの他端は、紫外線センサ2からの光電流を測定するための測定回路4と接続されている。測定回路4は、負荷抵抗R、電源40、電流制限抵抗R0ヽコンデンサC及び電圧計42を有している。
一方のリードピン34aの他端は、負荷抵抗Rの一端に接続され、負荷抵抗Rの他端は、電源40の負極に接続されている。電源40の正極は、電流制限抵抗R0の一端に接続され、電流制限抵抗R0の他端は、他方のリードピン34bの他端に接続されている。また、測定回路4には、電源40及び電流制限抵抗R0と並列にコンデンサCが設けられ、負荷抵抗Rと並列に電圧計42が設けられている。例えば、電流制限抵抗R0は1MΩであり、コンデンサCは0.1μFであり、電源40は+5〜100Vの範囲で電圧値を調整可能になっている。
このような測定回路4では、電源40からの電圧の値を所定の値に設定することで、紫外線検出が可能となる。紫外線の入射量の計測は、負荷抵抗Rの両端の電圧変化を電圧計42で測定することでなされる。
ここで、電源電圧値は、10V以上とすることが好ましい。以下、図4及び図5を参照して、電源電圧値による光電流の依存性を説明する。図4は、紫外線センサ2に紫外線を照射した時の負荷抵抗Rに流れる光電流を示すグラフであり、図5は、図4に示される光電流のピークを示すグラフである。
図4は、各電源電圧値(5V,10V,20V,40V)に対する光電流の値の時間変化を示している。図4において、横軸は時刻(ns)を示し、縦軸は光電流の値(任意単位)を示している。図4に示すように、電源電圧値が10V(曲線101)、20V(曲線102)及び40V(曲線103)の場合、時刻10nsのときに光電流の値が最大値となっている。これに対し、電源電圧値が5V(曲線100)の場合、時刻5nsのときに光電流の値が最大値となっている。このように、電源電圧値が5Vの場合には、時刻5nsから時刻15nsの間で光電子がうまく収集されていないことがわかる。
図5は、電源電圧値に対する光電流のピークの値を示している。図5において、横軸は電圧値(V)を示し、縦軸は光電流のピークの値(任意単位)を示している。図5に示すように、電圧値が10〜40Vの区間では、電圧値を上昇させるとピークの値は比較的なだらかに上昇する。これに対し、電圧値が0〜10Vの区間では、電圧値を上昇させるとピークの値は電圧値が10〜40Vの区間よりも急激に上昇する。このように図5から、電源電圧値が10V以上では、電源40の電圧値によらず安定して紫外線の入射量を計測することが可能となっていることがわかる。
以上のような構成を有する紫外線センサ2において、入射窓12を介して紫外線が入射し櫛歯形状の陰極20に到達すると、光電子が陰極20から真空中へ放出される。真空中に放出された光電子は、基板18の同一面上で陰極20と噛み合うように櫛歯形状とされている陽極22に収集される。
このように、本実施形態に係る紫外線センサ2では、陰極20及び陽極22は絶縁性を有する基板18の同一面上に設けられているので、構造を簡素化することができる。
また、紫外線の入射により陰極20から放出された光電子は、真空中を伝わり陽極22に収集される。このとき、陰極20及び陽極22は互いが噛み合う櫛歯形状とされているので、陰極20と陽極22とが近接する部分の面積は大きくなることとなり、感度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る紫外線センサ2では、光電子は紫外線の入射により放出されることとなるので、紫外線センサを実現することができる。
また、本実施形態に係る紫外線センサ2では、陰極20から放出された光電子は近接した陽極22に直ぐに捕集されるために、光電子が入射窓12に付着して印加電界に影響を与えてしまうという事態が発生し難くなる。このため、基板18を入射窓12に近接して設置でき、透過型光電管と同様に受光面の位置を分かり易くし、利便性を向上させることができる。
なお、陰極20及び陽極22を金属電極とし、当該金属電極の材料を金、銀、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、ニクロム、ニッケル等の化学的に安定な材料とすることで、光リソグラフィー等の電極形成工程における表面酸化、変質を防ぐことができる。また、短波長の強い光が照射された場合におけるケーシング10内の残留酸素あるいは残留化学物質による変質も防ぐことができる。この結果、強い紫外・真空紫外光の光電子検出を高信頼性にて行うことができる。
上記実施形態に係る紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22には、種々の変形が考えられる。以下、各変形例について説明する。
図6は、紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22の第1変形例の構成図である。図3に示す陰極20及び陽極22は基板18上に1組だけ設けられていたが、第1変形例では、図6に示すように陰極20及び陽極22が複数組(4組)設けられている。
陰極20及び陽極22のそれぞれ形状は、図6に示すものと同じとされている。各組の陰極20及び陽極22は、図6に示すものと同じように噛み合って設けられている。複数の陰極20は、矩形の第一部分28が延びる方向(矩形の長い方の辺が延びる方向)に沿って配列されている。複数の陽極22も複数の陰極20と同様に配列されている。すなわち、噛み合うようにされている複数組の陰極20及び陽極22は、一方向に配列されている。
以上のような陰極20及び陽極22を有する紫外線センサ2において、入射窓12を介して紫外線が入射し櫛歯形状の陰極20に到達すると、光電子が陰極20から真空中へ放出される。真空中に放出された光電子は、最も近接する陽極22に収集される。
このように、本変形例に係る紫外線センサ2では、陽極22が複数設けられているので、放出された光電子は複数の陽極22のうちの近接するものに収集される。このため、紫外線の入射箇所によって、複数の陽極22のそれぞれに収集される光電子数が異なることとなる。また、陽極22は、一方向に配列されている。従って、1次元センサを実現することができる。
なお、1次元センサを実現するためには、複数の陽極22のそれぞれに収集される光電子数が異なることが重要である。このため、陰極20は、それぞれの第一部分28を連結して一体化したものであってもよい。また、陰極20を一体化した場合には、複数の陰極20を基板18上に設けた場合に比べ、リードピンやボンディングワイヤの数を減らすことができる。
図7は、紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22の第2変形例の構成図である。第2変形例では、図7に示すように、陰極44及び陽極46の形状が、図3に示す陰極20及び陽極22の形状と異なっている。また、陽極46の数も異なっている。第2変形例での陽極46の数は3以上(図7では陽極46の数は8)である。
陰極44は、基板18上に並べられた複数の第一部分48a,48bと、これら第一部分48a,48bを接続する第二部分50と、第二部分50と交差する複数の第三部分52とを有する。より詳しくは、陰極44は、基板18上に平行に並べられた2つの第一部分48a,48bと、これら第一部分48a,48bと直交する第二部分50と、第二部分50と直交する7つの第三部分52とを有する。ここで、複数の第一部分48a,48b、第二部分50及び複数の第三部分52のそれぞれは、紫外線の入射側から見たときの形状が矩形となっている。
各陽極46は、第一部分54と、第一部分54から同方向に延びる2つの第二部分56とを有する略コの字形状を呈し、複数の第三部分52の1つを2つの第二部分56で挟むようにして噛み合うようになっている。なお、陽極46の第一部分54及び第二部分56は、紫外線の入射側から見たときの形状が矩形となっている。
また、陽極46は、陰極44の第二部分50の両側に設けられている。ここで設けられる陽極46の数は、第二部分50の一側に1以上(図7では4)、他側に2以上(図7では4)である。すなわち、複数の陽極46は基板18の面上において2次元状に配列されていることとなる。
ここで、陰極44は、図3に示す陰極20の第一部分24から延びる第二部分26が第一部分24の両側方向に延びたような形状をしており、櫛歯形状のひとつと言える。また、各陽極46は、図3に示す陽極22の第一部分28から2つの第二部分30が延びたような形状をしており、櫛歯形状のひとつと言える。
以上のような陰極44及び陽極46を有する紫外線センサ2において、入射窓12を介して紫外線が入射し櫛歯形状の陰極44に到達すると、光電子が陰極44から真空中へ放出される。真空中に放出された光電子は、最も近接する陽極46に収集される。
このように、本変形例に係る紫外線センサ2では、陰極44が複数設けられているので、放出された光電子は複数の陰極44のうちの近接するものに収集される。このため、紫外線の入射箇所によって、複数の陰極44のそれぞれに収集される光電子数が異なることとなる。また、陽極22は、2次元状に配列されている。従って、2次元センサを実現することができる。
図8は、紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22の第3変形例の構成図である。第3変形例では、図8に示すように、陰極44及び陽極46の形状が、図3に示す陰極20及び陽極22の形状と異なっている。
陰極20の第二部分26の幅が、陽極22の第二部分30の幅よりも大きく設定されている。このように、陰極20の第二部分26の幅を陽極22の第二部分30の幅よりも大きく設定することにより、陰極20の面積が相対的に大きくなり、光電子の放出量を増やすことができる。この結果、紫外線センサ2の感度を向上させることができる。
図9は、紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22の第4変形例の構成図である。第4変形例では、図9に示すように、陰極60及び陽極62の形状が、図3に示す陰極20及び陽極22の形状と異なっている。
陰極60は、放射状に延びるように設けられた複数の基幹陰極部分64と、基幹陰極部分64毎に当該基幹陰極部分64と交差(例えば、直交)するように設けられた分岐陰極部分66とを含んでいる。1つの基幹陰極部分64には、ボンディングワイヤを接続するための幅広部64aが形成されている。本変形例において、基幹陰極部分64は、等角度間隔(90°間隔)で4つ設けられている。また、分岐陰極部分66は、基幹陰極部分64毎に2つずつ設けられている。
陽極62は、隣接する基幹陰極部分64間に放射状に延びるように設けられた複数の基幹陽極部分68と、基幹陽極部分68毎に当該基幹陽極部分68と交差(例えば、45°にて交差)するように設けられた分岐陽極部分70とを含んでいる。各基幹陽極部分68には、ボンディングワイヤを接続するための幅広部68aが形成されている。本変形例において、基幹陽極部分68は、隣接する2つの基幹陰極部分64に対して等角度間隔(45°間隔)となるように、4つ設けられている。また、分岐陽極部分70は、基幹陽極部分68毎に4つずつ設けられている。
分岐陰極部分66の幅は、分岐陽極部分70の幅よりも大きく設定されている。また、分岐陰極部分66及び分岐陽極部分70とは、放射状方向に見て互いに重なるように配置されている。すなわち、分岐陰極部分66及び分岐陽極部分70とは、一対の分岐陰極部分66が1つの分岐陽極部分70を挟むように、また、一対の分岐陽極部分70が1つの分岐陰極部分66を挟むように、配置されている。
このように、本変形例に係る紫外線センサ2では、ことが好ましい。このように構成した場合、陰極60(基幹陰極部分64及び分岐陰極部分66)から真空中に放出された光電子は複数の基幹陽極部分68及び分岐陽極部分70のうちの近接するものに収集される。このため、紫外線の入射箇所によって、複数の陽極62(複数の基幹陽極部分68及び分岐陽極部分70)のそれぞれに収集される光電子数が異なることとなる。従って、紫外線の入射位置を概ね知ることができ、2次元センサを実現することができる。
図10は、紫外線センサ2に用いられる陰極20及び陽極22の第5変形例の構成図である。第5変形例では、図10に示すように、分岐陰極部分66及び分岐陽極部分70の形状が、図9に示す分岐陰極部分66及び分岐陽極部分70の形状と異なっている。
第5変形例においては、分岐陰極部分66及び分岐陽極部分70は、円弧形状を呈している。本変形例においても、上述した第4変形例と同じく、紫外線の入射位置を概ね知ることができ、2次元センサを実現することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、基板18は、全体が絶縁性を有するものであってもよいし、陽極22,46及び陰極20,44を設ける面として絶縁層(薄膜など)を基板18に積層したものであってもよい。
また、陰極20の表面は清浄化処理されることが好ましい。この場合、陰極20上の堆積物等が除去されるので、紫外線を良好に陰極20に入射させることができる。また、清浄化処理後の陰極20に汚物が付着しないようにするために、ケーシング10の空間に水素などを封入し加熱処理して清浄度を高めておき、その後排気することがさらに好ましい。
また、基幹陽極部分68及び分岐陽極部分70の数も、上述した変形例に限られるものではない。
産業上の利用可能性
本発明は、紫外線センサに利用できる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本実施形態に係る紫外線センサ及び測定回路の構成図である。
図2は、本実施形態に係る紫外線センサを示す斜視図である。
図3は、本実施形態に係る紫外線センサの内部を示す斜視図である。
図4は、本実施形態の紫外線センサに紫外線を照射した時に、負荷抵抗に流れる光電流の値を示すグラフである。
図5は、図4に示す光電流のピークの値を示すグラフである。
図6は、本実施形態に係る紫外線センサの陰極及び陽極の第1変形例の構成図である。
図7は、本実施形態に係る紫外線センサの陰極及び陽極の第2変形例の構成図である。
図8は、本実施形態に係る紫外線センサの陰極及び陽極の第3変形例の構成図である。
図9は、本実施形態に係る紫外線センサの陰極及び陽極の第4変形例の構成図である。
図10は、本実施形態に係る紫外線センサの陰極及び陽極の第5変形例の構成図である。
Claims (6)
- 電気絶縁性を有する基板と、
光の入射により光電子を放出する陰極と、
前記陰極から放出された光電子を収集する陽極と、
前記基板、前記陰極及び前記陽極を収容する空間を有し、前記空間が真空とされたケーシングと、を備え、
前記陰極及び前記陽極は、前記基板の同一面上に設けられていることを特徴とする光検出センサ。 - 前記陰極及び前記陽極は、互いが噛み合うように櫛歯形状を呈していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光検出センサ。
- 前記陽極は、複数設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光検出センサ。
- 前記陰極は、紫外線の入射により光電子を放出することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光検出センサ。
- 前記陰極の幅は、前記陽極の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光検出センサ。
- 前記陰極は、放射状に延びるように設けられた複数の基幹陰極部分と、前記基幹陰極部分毎に当該基幹陰極部分と交差するように設けられた分岐陰極部分とを含み、
前記陽極は、隣接する前記基幹陰極部分間に放射状に延びるように設けられた複数の基幹陽極部分と、前記基幹陽極部分毎に当該基幹陽極部分と交差するように設けられた分岐陽極部分とを含み、
前記分岐陰極部分及び前記分岐陽極部分とは、前記放射状方向に見て互いに重なるように配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光検出センサ。
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USD743914S1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-11-24 | Cree, Inc. | Photocontrol receptacle for lighting fixture |
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KR102079659B1 (ko) * | 2018-04-05 | 2020-02-20 | 해성디에스 주식회사 | 광 센서 소자 및 이를 포함하는 광 센서 패키지 |
EP3869532A4 (en) * | 2018-10-16 | 2022-11-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | VACUUM TUBE FOR AMPLIFIER AND AMPLIFIER CIRCUIT WITH IT |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61267374A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | ハネウエル・インコ−ポレ−テツド | 紫外線用光電陰極 |
JPS63190935U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | ||
JPH0750149A (ja) * | 1993-06-02 | 1995-02-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極、光電管および光検出装置 |
JPH11102657A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出管 |
JP2000149767A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-05-30 | Kobe Steel Ltd | 反射型光電陰極及び透過型光電陰極 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3394280A (en) * | 1966-08-01 | 1968-07-23 | Terry M. Trumble | Ultraviolet detector tube having photoemissive cathode and gas filling |
US3983437A (en) * | 1968-03-12 | 1976-09-28 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Electromagnetic radiation detector |
US3732452A (en) * | 1971-11-24 | 1973-05-08 | Honeywell Inc | Ultraviolet radiation detector with 360{20 {0 angular sensitivity |
US4077017A (en) * | 1975-07-30 | 1978-02-28 | The United States Government As Represented By The U. S. Department Of Energy | Ultraviolet radiation induced discharge laser |
US4094703A (en) * | 1976-12-30 | 1978-06-13 | Cornell Research Foundation | Solar energy converter |
JPS63190935A (ja) | 1987-02-04 | 1988-08-08 | Ogura Clutch Co Ltd | 正逆転クラツチ |
JP2871007B2 (ja) | 1990-06-29 | 1999-03-17 | 株式会社島津製作所 | ファジィ推論を用いた画像診断装置 |
JPH0461852U (ja) * | 1990-10-04 | 1992-05-27 | ||
DE4125638C2 (de) * | 1991-08-02 | 1994-06-30 | Gte Licht Gmbh | Photozelle, insbesondere zur Feststellung von UV-Strahlung |
US5349194A (en) * | 1993-02-01 | 1994-09-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Microgap ultra-violet detector |
FI953240A0 (fi) * | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Rados Technology Oy | Ljusdetektor |
JP2000504832A (ja) * | 1996-02-12 | 2000-04-18 | ザ ユニバーシティ オブ アクロン | 医用画像のためのマルチメディア検出器 |
KR19980024933A (ko) * | 1996-09-26 | 1998-07-06 | 히루마 테루오 | 자외선 검출관 |
JPH10172503A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-06-26 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電子増倍管 |
JPH1145680A (ja) | 1997-07-29 | 1999-02-16 | Toshiba Corp | ガス電子増幅素子およびガス電子増幅検出器 |
JP2000075037A (ja) | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
JP2000088645A (ja) * | 1998-09-16 | 2000-03-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 積分型光検出装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61267374A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | ハネウエル・インコ−ポレ−テツド | 紫外線用光電陰極 |
JPS63190935U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | ||
JPH0750149A (ja) * | 1993-06-02 | 1995-02-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極、光電管および光検出装置 |
JPH11102657A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出管 |
JP2000149767A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-05-30 | Kobe Steel Ltd | 反射型光電陰極及び透過型光電陰極 |
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