WO2000065633A1 - Tube photomultiplicateur - Google Patents

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WO2000065633A1
WO2000065633A1 PCT/JP2000/002655 JP0002655W WO0065633A1 WO 2000065633 A1 WO2000065633 A1 WO 2000065633A1 JP 0002655 W JP0002655 W JP 0002655W WO 0065633 A1 WO0065633 A1 WO 0065633A1
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WO
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dynode
bridge
photomultiplier tube
dynodes
remaining
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Application number
PCT/JP2000/002655
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroyuki Kyushima
Hideki Shimoi
Original Assignee
Hamamatsu Photonics K.K.
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Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics K.K. filed Critical Hamamatsu Photonics K.K.
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Priority to US09/937,077 priority patent/US6650050B1/en
Priority to DE60026282T priority patent/DE60026282T2/de
Priority to AU38426/00A priority patent/AU3842600A/en
Publication of WO2000065633A1 publication Critical patent/WO2000065633A1/ja

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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
    • H01J43/22—Dynodes consisting of electron-permeable material, e.g. foil, grid, tube, venetian blind

Definitions

  • the present invention relates to a photomultiplier tube which converts weak light incident on a light-receiving surface plate into electrons, and detects the electrons by an electron multiplying action of a multi-layered dynode.
  • each dynode is formed by joining two dynode thin plates by welding, and each welding trace is similarly positioned so as not to overlap. Disclosure of the invention
  • Arranging the connection terminals and welding traces as described above is an effective means to improve the performance of the photomultiplier tube.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6—3 1 4 5 52 Although it is disclosed that the molding is performed by etching, it does not focus on burrs generated when the etching technology is used.
  • An object of the present invention is to provide a photomultiplier tube which suppresses the generation of noise due to burrs.
  • the photomultiplier tube of the present invention has a photocathode that emits electrons by light incident from a light receiving surface plate, and has an electron multiplier section for multiplying electrons emitted from the photocathode in a sealed container.
  • the electron multiplier has a plurality of plate-shaped dynodes whose electron multiplier holes are formed by etching.
  • a bridge residue is provided at the edge of each dynode, and the bridge residues of the dynodes adjacent to each other are located at positions where straight lines passing through each bridge residue and parallel to the dynode stacking direction do not overlap. It is characterized by being arranged in such a way that
  • an etching technique is used to form an electron multiplier hole in a plate-like dynode that is stacked in multiple stages.
  • a plate-shaped dynode substrate and a pattern frame disposed around the dynode substrate are connected by a bridge portion.
  • an etching process is performed to form many electron multiplying holes in the dynode substrate.
  • the ridge is cut off, and a dynode to be incorporated into the photomultiplier tube is formed.
  • the bridge is inevitably left at the edge of the dynode due to the cutting of the bridge.
  • the remaining characteristics of the photomultiplier tube were further improved by arranging the remaining ridges of adjacent dynodes so that the straight lines passing through the remaining ridges and being parallel to the dynode stacking direction did not overlap.
  • the method is effective when the electron multiplier section is made thinner.
  • burrs As described above, in pursuing a high-precision photomultiplier tube, the existence of burrs (remaining bridges) is recognized as an important element that cannot be ignored, and the existence of burrs is recognized.
  • the present invention has been made on the premise of this.
  • the remaining portion of the bridge is provided on a side of the edge of the dynode.
  • the arrangement pattern of the remaining portions of the bridge can be increased, and various responses can be made according to the situation. For example, for all the remaining bridges, it is possible to prevent straight lines passing through the remaining bridges and parallel to the dynode stacking direction from overlapping.
  • the remaining bridge is provided at a corner of the edge of the dynode.
  • the remaining portion of the bridge is provided at a corner of the edge of the dynode.
  • the remaining portions of the bridges are provided at positions where the straight lines passing through the remaining portions of the bridges and being parallel to the dynode stacking direction overlap every other stage.
  • the remaining portions of the bridge can be separated by at least the thickness of the dynode.
  • all the remaining bridges are arranged at positions where straight lines passing through the remaining bridges and parallel to the dynode stacking direction do not overlap.
  • the rest of the bridge can be largely separated.
  • the rest of the bridge is arranged in a stepwise manner. When such a configuration is adopted, the remaining portion of the bridge can be further separated than the thickness of the dynode.
  • FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a photomultiplier according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a first example of a base plate for forming a dynode by etching.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the remaining portion of the dynode bridge.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a first arrangement state of the remaining portion of the bridge in a state where the dynodes of FIG. 5 are stacked in a photomultiplier tube.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second arrangement state of the remaining portion of the bridge, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the line VII (b) —VII (b) of (a). .
  • FIG. 8 is a view showing a third arrangement state of the remaining portion of the bridge, where (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along line VIII (b) -VIII (b) of (a), (C) is a sectional view taken along line VIII (c) _VIII (c) of (a).
  • FIG. 9 is a view showing a fourth arrangement state of the remaining portion of the bridge, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line IX (b) -IX (b) of (a). You.
  • FIG. 10 is a diagram showing a fifth arrangement state of the remaining portion of the bridge, where (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view of (a) taken along the line X (b) -X (b), (C) FIG. 3 is a cross-sectional view of (a) taken along line X (c) —X (c).
  • FIG. 11 is a plan view showing a second example of a base plate for forming a dynode by etching.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the remaining portion of the dynode bridge.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a state where the dynodes of FIG. 12 are stacked in a photomultiplier tube.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a photomultiplier tube according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • the photomultiplier tube 1 shown in these drawings has a substantially square tube-shaped side tube 2 made of metal (eg, Kovar metal or stainless steel).
  • a light receiving surface plate 3 made of glass is fused and fixed, and a photoelectric surface 3 a for converting light into electrons is formed on the inner surface of the light receiving surface plate 3.
  • the photocathode 3 a is formed by reacting antimony previously deposited on the light receiving face plate 2 with metal vapor.
  • a metal (for example, Kovar metal-made stainless steel) stem plate 4 is fixed to the open end B of the side tube 2 by welding.
  • the side tube 2, the light receiving surface plate 3, and the stem plate 4 constitute the sealed container 5, and the sealed container 5 is an ultra-thin type having a height of about 10 mm.
  • a metal exhaust pipe 6 is provided upright at the center of the stem plate 4. This exhaust pipe 6 is used to evacuate the inside of the sealed container 5 by a vacuum pump (not shown) after the assembling work of the photomultiplier tube 1 is completed, and to make a vacuum state. It is also used as a tube for introducing the alkali metal vapor into the sealed container 5 at the time of formation.
  • a block type laminated electron multiplier 7 is provided inside the hermetically sealed container 5.
  • the electron multiplier 7 has an electron multiplier 9 in which ten (10) plate-like dynodes 8 having substantially the same shape are stacked, and the electron multiplier 7 includes a stem plate 4. Is supported in the sealed container 5 by a Kovar metal stem pin 10 provided so as to penetrate through the through hole.
  • each stem pin 10 is electrically connected to each dynode 8. Further, the stem plate 4 is provided with pin holes 4a for allowing the stem pins 10 to pass therethrough, and each pin hole 4a is filled with a tablet 11 used as a hermetic seal made of Kovar glass. Then, each stem pin 10 is fixed to the stem plate 4 via the evening plate 11.
  • Each of the stem pins 10 includes a dynode pin 1 OA individually connected to each dynode 8 and an anode pin 10 B individually connected to each anode 12 described later.
  • the electron multiplier 7 is provided with an anode 12 positioned below the electron multiplier 9 and fixed to the upper end of the anode pin 10B.
  • a flat focusing electrode plate 13 is disposed between the photocathode 3a and the electron multiplier 9, and the focusing electrode plate 13 has a slit shape.
  • a plurality of openings 13a are formed, and each opening 13a is linearly arranged in one direction.
  • each dynode 8 of the electron multiplier 9 has a plurality of slit-like electron multiplier holes 8a of the same number as the openings 13a, and each electron multiplier hole 8a It is a linear array in the vertical direction.
  • each electron multiplying path L in which each electron multiplying hole 8a of each dynode 8 is arranged in a stepwise direction corresponds to each opening 13a of the focusing electrode plate 13 one-to-one.
  • a plurality of channels are formed in the electron multiplier 7.
  • each anode 12 is provided with 8 ⁇ 8 so as to correspond to a predetermined number of channels, and by connecting each anode 12 to each anode pin 10 B, each anode 12 is connected to each anode pin 10 B. Outside Extracting another output.
  • the electron multiplier 7 forms a plurality of linear channels.
  • a predetermined voltage is supplied to the electron multiplier 9 and the anode 12 by a predetermined stem pin 10 connected to a bleeder circuit (not shown), and the photocathode 3 a and the focusing electrode plate 13 are set to the same potential.
  • the dynodes 8 and the anodes 12 are set to a high potential in order from the top. Therefore, the light incident on the light-receiving surface plate 2 is converted into electrons at the photoelectric surface 3 a, and the electrons are converted to the first stage dynatom, which is stacked on the top of the focusing electrode plate 13 and the electron multiplier 7. Due to the electron lens effect formed by the gate 8, the light enters a predetermined channel.
  • the electrons are multiplied in multiple stages at each dynode 8 while passing through the electron multiplication path L of the dynode 8 and are incident on the anodes 12, and individual outputs are taken from the respective anodes 12. Will be sent out.
  • the plate-like dynodes 8 to be stacked in multiple layers have a thickness of 0.2 mm, a plane of 5 ⁇ 5 cm square, and a large number of electron multiplying holes 8a. Are arranged at a pitch of 0.5 mm. Etching technology is used to form such minute electron multiplier holes 8a.
  • a base plate 24 as shown in FIG. 3 is prepared.
  • the base plate 24 has a pattern frame 22 surrounding the plate-like dynode substrates 20 and 21 having a thickness of 0.2 mm.
  • the pattern frame 22 and the edge of each dynode substrate 20 and 21 are formed.
  • the sections 20 & and 21 a are connected by a bridge section 23.
  • each dynode substrate 20, 21 is supported by two opposing bridge portions 23, respectively, and each dynode substrate 20, 21 is held within the pattern frame 22 by two. Point support. In this manner, the dynode substrates 20 and 21 are supported by the two bridge portions 23, and the etching is performed. Measures have been taken to prevent the dynode substrates 20 and 21 from dropping from the pattern frame 22 during patterning.
  • the base plate 24 is formed by stamping with a press.
  • Ear pieces 25 (see FIG. 3) for connecting the dynode pins 10A are formed on the edges 20a and 2la of each dynode substrate 23.
  • the position where the ear piece 25 is formed differs for each dynode 8 in each stage.
  • Each ear piece 25 is arranged at a position where all the straight lines passing through each ear piece 25 and parallel to the dynode stacking direction do not overlap. It is preferable that the lug 25 be formed at a predetermined position on the base plate 24 in advance.
  • the etching treatment was performed with the light-shielding mask applied to the surfaces of the dynode substrates 20 and 21.
  • Each of the dynode substrates 20 and 21 had a large number of 0.5 mm pitches.
  • the electron multiplier hole 8a is formed.
  • the tip of the ridge portion 23 extending inward with a width of about 3 mm from the pattern frame 22 is connected to the dynode substrates 20 and 21.
  • the bridge portion 23 is connected to the dynode substrates 20 and 21 at positions symmetrical with respect to the center of the dynode substrates 20 and 21, respectively.
  • a triangular connecting part 23 a is provided at the tip of the bridge part 23, and the top part 23 b is a side of the edge part 20 a, 21 a of the dynode substrates 20, 21. Connected to part S.
  • the top 23b has a width of about 0.2mm.
  • the dynode substrates 20 and 21 are separated from the pattern frame 22 by cutting the top 23 b of the ridge 23 at the position indicated by the dashed line. As a result, a dynode 8 that can be incorporated into the photomultiplier tube 1 is completed. Will do. At this time, as shown in FIG. 5, the bridge portion 23 is cut, so that a small portion of the bridge portion 23 remains on the side portion S of the edge portion 8b of the dynode 8, and this is the The remaining bridge is 8c.
  • the bridge portion 23 is connected to the dynode substrates 20 and 21 at a point symmetrical position from the center of each dynode substrate 20 and 21, the remaining bridge 8 c of the dynode 8 is connected to the edge of the dynode 8.
  • the portions 8b one is formed on each of a pair of opposing edges 8b.
  • the present inventor has arranged the bridge remaining portions 8c of the adjacent dynodes 8 so that straight lines passing through the respective bridge remaining portions 8c and being parallel to the dynode stacking direction do not overlap each other. It has been found that the basic characteristics can be further improved. This method is particularly effective when the electron multiplier 9 is made thinner.
  • the bridge rest 8c of the dynode 8 is formed into a pair of opposing edges 8b, so that for the adjacent dynodes 8, the dynode 8 passes through the edge 8b where the bridge rest 8c is formed.
  • Straight lines parallel to the stacking direction do not match. Therefore, as shown in FIG. 6, each of the remaining bridges 8c formed in the dynode 8 faces every other bridge, and The distance between the remaining parts is doubled. As a result, a discharge that may occur in the remaining portion 8c of the bridge can be reliably avoided.
  • the positions of the bridge portions 23 may be made different between the left and right dynode substrates 20 and 21 in advance.
  • the distance between the remaining bridge portions 8c of the adjacent dynodes 8 can be extended.
  • the ear piece 25 is not shown in FIG. 7, but as described above, the ear piece 25 is positioned in consideration of the dynode 8 stacking state for each dynode 8 in each stage, and The dynode pins 10 A hanging down the pieces 25 are arranged at substantially equal intervals along one side of the dynode 8.
  • every other dynode 8 is set to the virtual center axis.
  • the laminate may be rotated around 90 °.
  • the remaining bridge portions 8c may be arranged in a stepwise manner in a side view. Further, as shown in FIG. 10, the remaining bridges 8 of the stepwise arrangement may appear on the four side surfaces of the electron multiplier 9.
  • the base plate 29 has a pattern frame 32 surrounding the 0.2 mm thick plate-like dynode substrates 30 and 31 arranged side by side.
  • the pattern frame 32 and each dynode substrate 30 and The edge portions 31 a and 31 a of 31 are connected by a bridge portion 33.
  • Each of the bridge portions 33 is connected to a corner P of the edges 30a and 31a, respectively, and is arranged diagonally.
  • the dynode substrates 30 and 31 After etching the dynode substrates 30 and 31, the dynode substrates 30 and 31 are separated from the pattern frame 32, and as shown in FIG. 12, the dynodes 18 are cut by cutting the bridge portions 33. A small portion of the bridge portion 33 remains in the corner portion S of the dynode 18, and this becomes the bridge remaining portion 18c of the dynode 18. The rest of each bridge 18c appears diagonally.
  • the bridge residue 18c of the adjacent dynode 18 is located at a different position in the stacking direction of the dynodes 18.
  • the remaining bridge 8c is made to appear at the four corners of the dynode 8, and each corner is placed every other in the dynode stacking direction. I do.
  • the adjacent bridge remaining portions 18 c are separated from each other by at least the thickness of the dynode 18, and it is possible to reliably avoid a discharge that may occur in the remaining bridge portion 18 c.
  • Reference numeral 35 denotes a lug for connecting the dynode pin 10A (see FIG. 9).
  • the bridge portions 23 and 33 are dynode substrates 20, 21, 30 and 3 at positions symmetrical with respect to the center of the dynode substrates 20, 21, 30 and 31. Although connected to 1, the connection position may be slightly shifted from the point-symmetric position.
  • the die Node 8 was square, but could be rectangular or other polygons. Industrial applicability
  • the photomultiplier tube according to the present invention is widely used for an imaging device in a low illuminance region, for example, a monitoring sight, a night vision camera, and the like.

Landscapes

  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

明 細 書 光電子増倍管 技術分野
本発明は、 受光面板に入射した微弱な光を電子に変換し、 多段に積層 したダイノ一ドの電子増倍作用によって検出するようにした光電子増倍 管に関するものである。 背景技術
従来、 このような分野の技術として、 特開平 6 - 3 1 4 5 5 1号公報 及び特開平 6 - 3 1 0 0 8 4号公報がある。 これら公報に記載された光 電子増倍管は、 多段に積層したダイノードからなる電子増倍部を有し、 ダイノードとステムピンとを接続するために、 ダイノードには U字状の 接続端子が設けられている。 各段のダイノードに設けられている接続端 子の位置は、 各接続端子を通りダイノード積層方向に平行な直線が重複 しないようにし、接続端子間で放電が発生しないようにしている。また、 各ダイノードは、 2枚のダイノード薄板を溶接によって接合させており、 各溶接跡についても同様に重複しないような位置関係にしてある。 発明の開示
接続端子や溶接跡を上記のように配置することは、 光電子増倍管の性 能をアップさせるには有効な手段ではある。 しかし、 基本特性の更なる 向上を図るにあたって、 エッチングの技術により各ダイノードを成形す る際に発生するバリについても配慮が必要となる。 特開平 6— 3 1 4 5 5 2号公報ゃ特開平 5 _ 1 8 2 6 3 1号公報には、 ダイノードをエッチ ングによって成形させることが開示されているが、 エッチング技術を利 用した際に発生するバリに着目したものではない。
本発明は、 バリに起因するノイズの発生を抑制させるようにした光電 子増倍管を提供することを目的とする。
本発明の光電子増倍管は、 受光面板から入射した光によって電子を放 出する光電面を有し、 光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部 を密封容器内に有し、 電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号 を送出するアノードをもった光電子増倍管において、 電子増倍部は、 ェ ツチングによって電子増倍孔を成形させた板状のダイノードを複数枚積 層させることで構成され、 各ダイノードの縁部にはブリッジ残部が設け られ、 互いに隣接するダイノードのブリッジ残部は、 各ブリッジ残部を 通りダイノ一ド積層方向に平行な直線が重複しない位置となるように配 列させたことを特徴とする。
この光電子増倍管において、 多段に積層させる板状のダイノードに電 子増倍孔を成形するにあたってはエッチング技術が利用される。 このェ ツチング処理を行うにあたって、 板状のダイノード基板とその周囲に配 置させたパターン枠とをブリッジ部によって連結させたものが準備され る。 そして、 ダイノード基板にマスクを施した状態で、 エッチング処置 を行ってダイノード基板に多数の電子増倍孔を成形する。 その後、 プリ ッジ部を切断し、 光電子増倍管に組み込むためのダイノードが成形され ることになる。 このとき、 ブリッジ部の切断によってダイノードの縁部 には、 ブリッジ部が必然的に残ることになる。 このブリッジ残部が存在 するままの状態でダイノードを積層させ、 プリッジ残部をダイノード積 層方向に平行に一列に並べると、 プリッジ残部間で放電が発生すること が確認された。 このような現象は、 ダイノード間の間隔が狭ければ狭い ほど顕著に現れ、 このことが、 光電子増倍管のノイズの発生に影響を与 えていることを発明者らは実験により認識するに至った。 そこで、 隣接 するダイノードのプリッジ残部を、 各プリッジ残部を通りダイノード積 層方向に平行な直線が重複しない位置となるように配列させて、 光電子 増倍管の基本特性の更なる向上を図った。 特に、 電子増倍部を薄型化す る際に手法が有効となる。 このように、 高精度な光電子増倍管を追求す る上で、 バリ （ブリッジ残部） の存在は無視することができない程、 重 要な要素であることが認識され、 バリが存在することを前提とした上で この発明がなされている。
また、 本発明の光電子増倍管において、 ブリッジ残部は、 ダイノード の縁部のうちの辺部分に設けられる。 このような構成を採用した場合、 プリッジ残部の配列パターンを多くすることができ、 状況に応じた様々 な対応を可能にする。 例えば、 全てのブリッジ残部について、 各ブリツ ジ残部を通りダイノード積層方向に平行な直線が重複しないようにする ことを可能にする。
また、 本発明の光電子増倍管において、 ブリッジ残部は、 ダイノード の縁部のうちの角部分に設けられる。このような構成を採用した場合に、 ダイノード積層方向に一列に並べられる角部分に対して、 プリッジ残部 を一つ置きに配置させることが可能になる。
また、 本発明の光電子増倍管において、 各ブリッジ残部は、 一段置き に各プリッジ残部を通りダイノード積層方向に平行な直線が重複する位 置に設けられる。 このような構成を採用した場合、 ブリッジ残部間を少 なくともダイノードの厚み分をもって離間させることができる。
また、 本発明の光電子増倍管において、 全てのブリッジ残部は、 各ブ リッジ残部を通りダイノード積層方向に平行な直線が重複しない位置に 配列される。 このような構成を採用した場合、 ブリッジ残部間を大きく 離間することができる。 また、 本発明の光電子増倍管において、 ブリッジ残部は、 階段状にず れて配列される。 このような構成を採用した場合、 ブリッジ残部間をダ ィノードの厚み分よりも更に離間させることができる。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示す斜視図であ る。
第 2図は、 第 1図の I I — I I線に沿う断面図である。
第 3図は、 ダイノードをエッチングにより成形するためのベース板の 第 1の例を示す平面図である。
第 4図は、 第 3図の要部拡大斜視図である。
第 5図は、 ダイノードのプリッジ残部を示す斜視図である。
第 6図は、 光電子増倍管内で第 5図のダイノードを積層させた状態に おいて、 プリッジ残部の第 1の配列状態を示す斜視図である。
第 7図は、 ブリッジ残部の第 2の配列状態を示す図であり、 （a) は 平面図、 （b) は （ a) の V I I (b) —V I I (b) 線に沿う断面図 である。
第 8図は、 ブリッジ残部の第 3の配列状態を示す図であり、 （a) は 平面図、 （b) は （a) の V I I I (b) -V I I I (b) 線に沿う断 面図、 （ c ) は （ a ) の V I I I ( c ) _ V I I I ( c ) 線に沿う断面 図である。
第 9図は、 ブリッジ残部の第 4の配列状態を示す図であり、 （ a) は 平面図、 （b) は （ a) の I X (b) 一 I X (b) 線に沿う断面図であ る。
第 1 0図は、 ブリッジ残部の第 5の配列状態を示す図であり、 （a) は平面図、 （b) は （a) の X (b) -X (b) 線に沿う断面図、 （c ) は （a ) の X ( c ) —X ( c ) 線に沿う断面図である。
第 1 1図は、 ダイノードをエッチングにより成形するためのベース板 の第 2の例を示す平面図である。
第 1 2図は、 ダイノードのプリッジ残部を示す斜視図である。
第 1 3図は、 光電子増倍管内で第 1 2図のダイノードを積層させた状 態を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面と共に本発明による光電子増倍管の好適な実施形態につい て詳細に説明する。
第 1図は、本発明に係る光電子増倍管を示す斜視図であり、第 2図は、 第 1図の断面図である。 これら図面に示す光電子増倍管 1は、 略正四角 筒形状の金属製 （例えば、 コバール金属製やステンレス製） の側管 2を 有し、 この側管 2の一側の開口端 Aにはガラス製の受光面板 3が融着固 定され、 この受光面板 3の内表面には、 光を電子に変換する光電面 3 a が形成されている。 この光電面 3 aは、 受光面板 2に予め蒸着させてお いたアンチモンにアル力リ金属蒸気を反応させることで形成される。 ま た、 側管 2の開口端 Bには、 金属製 （例えば、 コバール金属製ゃステン レス製） のステム板 4が溶接固定されている。 このように、 側管 2と受 光面板 3とステム板 4とによって密封容器 5が構成され、 この密封容器 5は、 高さが 1 0 mm程度の極薄タイプのものである。
また、 ステム板 4の中央には金属製の排気管 6が立設されている。 こ の排気管 6は、 光電子増倍管 1の組立て作業終了後、 密封容器 5の内部 を真空ポンプ （図示せず） によって排気して真空状態にするのに利用さ れると共に、 光電面 3 aの形成時にアルカリ金属蒸気を密封容器 5内に 導入させる管としても利用される。 密封容器 5内には、 ブロック状で積層タイプの電子増倍器 7が配設さ れる。 この電子増倍器 7は、 略同一形状をなす 1 0枚 （ 1 0段） の板状 ダイノード 8を積層させた電子増倍部 9を有し、 電子増倍器 7は、 ステ ム板 4を貫通するように設けられたコバール金属製のステムピン 1 0に よって密封容器 5内で支持され、 各ステムピン 1 0の先端は各ダイノー ド 8と電気的に接続されている。 また、 ステム板 4には、 各ステムピン 1 0を貫通させるためのピン孔 4 aが設けられ、 各ピン孔 4 aには、 コ バールガラス製のハーメチックシールとして利用されるタブレツ ト 1 1 が充填され、 各ステムピン 1 0は、 夕ブレッ ト 1 1を介してステム板 4 に固定される。 各ステムピン 1 0には、 各ダイノード 8に個別的に接続 させたダイノードピン 1 O Aと、 後述する各アノード 1 2に個別的に接 続させたアノードピン 1 0 Bとがある。
更に、 電子増倍器 7には、 電子増倍部 9の下方に位置してアノードピ ン 1 0 Bの上端に固定したアノード 1 2が並設されている。 電子増倍器 7の最上段において、 光電面 3 aと電子増倍部 9との間には平板状の収 束電極板 1 3が配置され、 この収束電極板 1 3には、 スリッ ト状の開口 部 1 3 aが複数本形成され、 各開口部 1 3 aは一方向にリニアな配列を なす。 同様に、 電子増倍部 9の各ダイノード 8には、 開口部 1 3 aと同 数のスリッ ト状電子増倍孔 8 aが複数本形成され、各電子増倍孔 8 aは、 紙面と垂直な方向でリニアな配列になっている。
各ダイノード 8の各電子増倍孔 8 aを段方向にそれぞれ配列してなる 各電子増倍経路 Lと、 収束電極板 1 3の各開口部 1 3 aとを一対一で対 応させることによって、 電子増倍器 7には、 複数のチャンネルが形成さ れることになる。 また、 各アノード 1 2は所定数のチャンネル毎に対応 するように 8 X 8個設けられ、 各アノード 1 2を各アノードピン 1 0 B にそれぞれ接続させることで、 各アノードピン 1 0 Bを介して外部に個 別的な出力を取り出している。
このように電子増倍器 7は、 複数のリニァ型チャンネルを構成してい る。図示しないブリーダ回路に接続した所定のステムピン 1 0によって、 電子増倍部 9及びアノード 1 2には所定の電圧が供給され、 光電面 3 a と収束電極板 1 3とは、 同じ電位に設定され、 各ダイノード 8とァノ一 ド 1 2は、 上段から順に高電位の設定がなされている。 従って、 受光面 板 2に入射した光は、 光電面 3 aで電子に変換され、 その電子が、 収束 電極板 1 3と電子増倍器 7の最上段に積層されている第 1段のダイノー ド 8とによって形成される電子レンズ効果により、 所定のチャンネル内 に入射することになる。 電子の入射したチャンネルにおいて、 電子はダ ィノード 8の電子増倍経路 Lを通りながら、 各ダイノード 8で多段増倍 されて、 アノード 1 2に入射し、 個別的な出力が各アノード 1 2から取 り出されることになる。
ここで、 多段に積層させる板状のダイノード 8は、 厚み 0 . 2ミリで 5 X 5センチ角の平面を有すると共に、 多数の電子増倍孔 8 aを有し、 各電子増倍孔 8 aは、 0 . 5ミリのピッチ間隔をもって配列させている。 このような微小な電子増倍孔 8 aを成形するにあたってはエッチング技 術が利用される。 このエッチング処理を行うにあたって、 第 3図に示す ようなベース板 2 4を準備する。 このベース板 2 4は、 厚み 0 . 2 m m の板状ダイノード基板 2 0， 2 1を囲むようなパターン枠 2 2を有し、 このパターン枠 2 2と各ダイノード基板 2 0， 2 1の縁部2 0 &， 2 1 aとをブリツジ部 2 3によつて連結させたものである。
このベース板 2 4において、 各ダイノード基板 2 0 , 2 1は、 対向す る 2本のプリッジ部 2 3によってそれぞれ支えられ、 各ダイノ一ド基板 2 0 , 2 1をパターン枠 2 2内で 2点支持させている。 このように、 2 本のブリッジ部 2 3によりダイノード基板 2 0、 2 1を支持し、 エッチ ング中にパターン枠 2 2からダイノード基板 2 0， 2 1が落下しないよ うな方策が採られている。 なお、 ベース板 2 4は、 プレスによって打ち 抜き成形されるものである。
各ダイノード基板 2 3の縁部 2 0 a， 2 l aには、 ダイノードピン 1 0 Aを接続するための耳片 2 5 (第 3図参照） が形成されている。 この 耳片 2 5が形成される位置は、 各段のダイノード 8毎に異なる。 各耳片 2 5は、 各耳片 2 5を通りダイノード積層方向に平行な直線が全て重複 しない位置に配列される。 耳片 2 5は、 ベース板 2 4において予め所定 の位置に成形しておくと好適である。
金属製のベース板 2 4において、 ダイノード基板 2 0 , 2 1の表面に 遮光マスクを施した状態でエッチング処置を行い、 各ダイノ一ド基板 2 0， 2 1に 0. 5 mmピッチの多数の電子増倍孔 8 aを成形させる。 次 に、 エッチング処理後、 ダイノード基板 2 0 , 2 1をパターン枠 2 2か ら切り離すことが必要となる。
この場合、 第 3図及び第 4図に示すように、 パターン枠 2 2から 3m m程度の幅をもって内方に延びるプリッジ部 2 3の先端は、 ダイノード 基板 2 0， 2 1に連結させている。 プリッジ部 2 3は、 ダイノード基板 2 0 , 2 1から見ると、 それぞれダイノ一ド基板 2 0、 2 1の中心から 点対称となる位置においてダイノード基板 2 0、 2 1と接続されている。 ブリッジ部 2 3の先端部分には、 三角形状の連結部 2 3 aが設けられ、 その頂部 2 3 bは、 ダイノード基板 2 0 , 2 1の縁部 2 0 a， 2 1 aの うちの辺部分 Sに接続されている。 なお、 頂部 2 3 bでの支持及び切断 を考慮し、 頂部 2 3 bは 0. 2mm程度の幅をもっている。
プリッジ部 2 3の頂部 2 3 bを、 一点鎖線で示す位置で切断すること により、ダイノード基板 2 0 , 2 1はパターン枠 2 2から切り離される。 その結果、 光電子増倍管 1内への組み込みが可能なダイノード 8が完成 することなる。 このとき、 第 5図に示すように、 ブリッジ部 2 3の切断 によってダイノード 8の縁部 8 bのうちの辺部分 Sには、 プリッジ部 2 3が僅かながら残ることになり、 これがダイノード 8のブリツジ残部 8 cとなる。 ブリッジ部 2 3は各ダイノード基板 2 0、 2 1の中心から点 対称の位置にてダイノード基板 2 0、 2 1と接続されているから、 ダイ ノード 8のブリッジ残部 8 cは、 ダイノード 8の縁部 8 bのうち、 対向 する一対の縁部 8 bに 1つずつ形成されることとなる。
このプリッジ残部 8 cが存在した状態でダイノード 8を積層させる場 合、 各々のプリッジ残部 8 cを通りダイノード積層方向に平行な直線が 重複するように隣接するブリッジ残部 8 cを配列してしまうと、 ブリツ ジ残部 8 c間で放電が発生することが実験により確認された。 そして、 このような現象は、 ダイノード 8間の間隔が狭ければ狭いほど顕著に現 れ、 このことがノイズの発生に影響を与えることになる。
本発明者は、 隣接するダイノード 8のブリッジ残部 8 cを、 各ブリツ ジ残部 8 cを通りダイノード積層方向に平行な直線が重複しない位置と なるように配列させることで、 光電子増倍管 1の基本特性の更なる向上 を図れることを見出した。 特に、 電子増倍部 9を薄型化する際にこの手 法が有効となる。 プリッジ残部 8 cのこのような配列の具体的な例とし て、 ブリッジ残部 8 cがダイノード積層方向に整列した状態から、 ダイ ノ一ド積層方向に平行でダイノード 8の中心を通る仮想中心軸の周りに. 1枚おきにダイノード 8を 9 0 ° ずつ回転移動させて積層させる。 する と、 ダイノード 8のブリッジ残部 8 cは、 対向する一対の縁部 8 bに形 成されているから、 隣り合うダイノード 8については、 ブリッジ残部 8 cが形成された縁部 8 bを通りダイノード積層方向に平行な直線が一致 しない。 従って、 第 6図に示すように、 ダイノード 8に形成された各ブ リッジ残部 8 cは、 1つおきに対向することとなり、 対向するブリッジ 残部間距離が 2倍に拡張する。 その結果、 ブリッジ残部 8 cで発生する おそれがある放電を確実に回避できる。
また、第 3図に示すように、ベース板 2 4をエッチング処理する際に、 左右のダイノード基板 2 0， 2 1において、 ブリッジ部 2 3の位置を予 め異ならせておくようにしてもよい。 ダイノード基板 2 0により製造さ れたダイノード 8と、 ダイノード基板 2 1により製造されたダイノ一ド
8を交互に積層することにより、 第 7図に示されるように、 隣り合うダ ィノード 8のブリツジ残部 8 c同士間距離を拡張することができる。 な お、 第 7図には耳片 2 5を示さないが、 上述したように、 耳片 2 5は、 各段のダイノード 8毎にダイノード 8の積層状態を考慮して位置決定し、 各耳片 2 5を通り垂下するダイノードピン 1 0 Aは、 ダイノード 8の 1 辺に沿って略等間隔に配列される。
この構造を用いて実験したところ、 ダイノード 8の各段間で 5 0 0 V の耐電圧が確認された。また、光電子増倍管 1のノイズ低減が確認され、 上記構造の効果を実証することができた。
第 8図に示すように、 ダイノード基板 2 0により製造されたダイノー ド 8と、 ダイノード基板 2 1により製造されたダイノード 8を交互に積 層させつつ、 1つおきのダイノード 8を仮想中心軸の周りに 9 0 ° 回転 させて積層させてもよい。
また、 第 9図に示すように、 ブリッジ残部 8 cを側面視で階段状に配 列させるようにしてもよい。 更に、 第 1 0図に示すように、 階段状配列 のプリッジ残部 8 じ が、 電子増倍部 9の 4つの側面に現れるようにして も良い。
なお、 図 8、 9、 1 0には耳片 2 5を示さないが、 耳片 2 5は、 各耳 辺 2 5を通りダイノード積層方向に平行な直線が全て重複しないよう配 置されている。 本発明は、 前述した実施形態に限定されるものではない。 第 1 1図及 び第 1 2図は、 他の変形例を示したものである。 ベース板 2 9は、 並設 させた厚み 0 . 2 mmの板状ダイノード基板 3 0， 3 1を囲むようなパ ターン枠 3 2を有し、 このパターン枠 3 2と各ダイノード基板 3 0， 3 1の縁部 3 0 a， 3 1 aとをブリッジ部 3 3によって連結させている。 各プリッジ部 3 3は、 縁部 3 0 a , 3 1 aのうちの角部分 Pにそれぞれ 接続され、 対角線上に配置される。
ダイノード基板 3 0 , 3 1にエッチング処理を行った後、 ダイノード 基板 3 0 , 3 1をパターン枠 3 2から切り離すと、 第 1 2図に示すよう に、 ブリッジ部 3 3の切断によってダイノード 1 8の角部分 Sには、 ブ リッジ部 3 3が僅かながら残り、 これがダイノード 1 8のブリツジ残部 1 8 cとなる。 各プリッジ残部 1 8 cは対角線上に出現している。
このようなブリツジ残部 1 8 cが存在した状態でダイノード 1 8を積 層する場合、 隣接するダイノード 1 8のブリッジ残部 1 8 cを、 ダイノ ード 1 8の積層方向に対して異なる位置となるように配列させる。 具体 的な例としては、 第 1 3図に示すように、 ブリッジ残部 8 cがダイノー ド 8の 4つの角に現れるようにし、 それぞれの角をダイノ一ド積層方向 に 1つおきになるようにする。 その結果、 隣接するプリッジ残部 1 8 c 同士は、 ダイノード 1 8の少なくとも厚み分だけ離されることになり、 プリッジ残部 1 8 cで発生するおそれのある放電を確実に回避すること ができる。 なお、 符号 3 5は、 ダイノードピン 1 0 Aを接続するための 耳片である （第 9図参照） 。
なお、 上述の実施形態ではブリッジ部 2 3、 3 3は、 ダイノード基板 2 0、 2 1 、 3 0、 3 1の中心から点対称の位置において、 ダイノード 基板 2 0、 2 1 、 3 0、 3 1に接続されているが、 この接続位置は当該 点対称の位置から多少ずれても良い。 また、 上述の実施の形態ではダイ ノード 8は正方形であつたが、長方形やその他の多角形であっても良い。 産業上の利用可能性
本発明にかかる光電子増倍管は、 低照度領域の撮像装置、 例えば、 監 視力メラ、 暗視カメラ等に幅広く用いられる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 受光面板 （ 3) から入射した光によって電子を放出する光電面 （ 3 a) を有し、 前記光電面 （3 a) から放出した電子を増倍させる電子増 倍部 （9) を密封容器内に有し、 前記電子増倍部 （9) で増倍させた電 子に基づいて出力信号を送出するアノード （ 1 2) をもった光電子増倍 管 （ 1 ) において、
前記電子増倍部 （ 9) は、 エッチングによって電子増倍孔 （ 8 a) を成形させた板状のダイノード （8) を複数枚積層させることで構成さ れ、 前記各ダイノード （ 8) の縁部にはブリッジ残部 （8 c ) が設けら れ、 互いに隣接する前記ダイノード （8) の前記ブリッジ残部 （8 c ) は、 各ブリッジ残部 （8 c ) を通り前記ダイノード （8) の積層方向に 平行な直線が重複しない位置となるように配列させたことを特徴とする 光電子増倍管。
2. 前記プリッジ残部 （8 c ) は、 前記ダイノード （8) の前記縁部 （ 8 b) のうちの辺部分 （S) に設けられたことを特徴とする請求項 1記載 の光電子増倍管。
3. 前記プリッジ残部 （8 c ) は、 前記ダイノード （8 ) の前記縁部 （ 8 b) のうちの角部分 （P) に設けられたことを特徴とする請求項 1記載 の光電子増倍管。
4. 前記各ブリッジ残部 （8 c ) は、 前記ダイノード （8) の積層方向 において一段置きに前記各プリッジ残部 （ 8 c ) を通りダイノード （ 8 ) の積層方向に平行な直線が重複する位置に設けられたことを特徴とする 請求項 1乃至 3記載の光電子増倍管。
5. 全ての前記ブリッジ残部 （8 c ) は、 前記各ブリッジ残部 （8 c ) を通りダイノード （8) の積層方向に平行な直線が重複しない位置に配 列されたことを特徴とする請求項 2記載の光電子増倍管。
6. 前記ブリッジ残部 （ 8 c ) は、 階段状にずれて配列されたことを特 徵とする請求項 2または 5記載の光電子増倍管。
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