WO2006046619A1

WO2006046619A1 - 光検出器

Info

Publication number: WO2006046619A1
Application number: PCT/JP2005/019725
Authority: WO
Inventors: Hideki Shimoi; Hiroyuki Kyushima
Original assignee: Hamamatsu Photonics K.K.
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-05-04
Also published as: JP4627431B2; JP2006127971A

Description

明細書

光検出

技術分野

[0001] この発明は、光電効果を用いる光電子増倍管等が適用可能な光検出器に関するものである。

背景技術

[0002] 光検出器の一つに光電子増倍管がある。この光電子増倍管のうちいわゆるヘッドン型の光電子増倍管は、筒状の胴体部と、該胴体部の一方の端部に設けられた受光面板と、該胴体部の他方の端部に設けられたステムとにより構成され、内部が一定の真空度に減圧された密封容器 (真空密封容器)を備える。さらに、密封容器内には、受光面板の内側面上に光電子放出面 (ホト力ソード）が設けられるとともに、このホトカソードに対向して複数段のダイノード及びアノードが積層された状態で配設されている。各段のダイノード及びアノードにはステムに挿着された複数のステムピンがそれぞれ接続されている。このような光電子増倍管では、受光面板を通した入射光がホトカソードで光電子に変換され、この光電子がホトカソードから密封容器内へ放出される。放出された光電子は、ステムピンを介してそれぞれ所定電圧が印加されたダイノードで順次増倍され、この増倍された二次電子のうちアノードに到達した二次電子が電気信号としてステムピンの一つであるアノードピンを介して取り出される。

[0003] 上述のヘッドオン型光電子増倍管にあっては、密封容器の一部を構成する金属性の中空体胴体部の一端にフランジ部が設けられ、このフランジ部にガラス製の受光面板が熱融着により接合された構造が知られている (例えば、特許文献 1参照)。特許文献 1 :特開平 10— 12185号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 発明者らは、従来の光検出器として光電子増倍管について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、上述のような構造を有する光電子増倍管では、密封容器の一部を構成する中空胴体部のフランジ部と受光面板との融着界面の接合強度 (融着強度)が高、ことや、両者間の真空気密性が優れて、ることが望まれて!/ヽる。

[0005] この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、密封容器の一部を構成する中空胴体部のフランジ部と受光面板との融着強度及び気密性を向上させるための構造を有する光検出器を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0006] 上述の課題を解決するため、この発明に係る光検出器は、内部が所定の真空度まで減圧された密封容器と、ホトカソード及びアノードを少なくとも備える。上記密封容器は、導電性材料力なる中空胴体部と、該中空胴体部の一端に接合された受光面板と、該中空胴体部の他端に接合されたステムとにより構成されている。上記ホトカソードは、密封容器内に設けられ、受光面板を通過した入射光を電子に変換する。上記アノードは、密封容器内に設けられ、ホトカソードから放出された電子のうち直接又は間接的に到達した電子を出力信号として取り出すよう機能する。

[0007] 特に、この発明に係る光検出器において、上記中空胴体部の一端には、該中空月同体部の中心を通る胴軸に向力つて張り出したフランジ部が設けられており、受光面板は、このフランジ部に酸ィ匕膜を介して融着接合されている。

[0008] このような光検出器を作る際には、導電性材料として例えば金属製の中空胴体部のフランジ部とガラス製の受光面板とを融着させることにより密封容器を構成する。このとき、フランジ部と受光面板との間に酸ィ匕膜を介在させた状態でフランジ部が加熱されることにより、受光面板 (ガラス)の融点を超えたあたりから、ガラスと酸ィ匕膜とが互いに拡散し、ガラスと金属とが混在した接合層（拡散層）が形成される。この拡散層によって、フランジ部と受光面板との融着界面における密着性が十分に高くなる。また、フランジ部と受光面板との接合強度が高くなり、更にはフランジ部と受光面板との真空気密性も高くなる。

[0009] 上記受光面板は、面板本体と、凸部とにより構成されるのが好ましいい。この場合、面板本体は、中空胴体部の外周面に連続するフランジ部の外面に酸ィ匕膜を介して融着接合された部分である。また、凸部は、面板本体力もフランジ部で取り囲まれた空間（フランジ部の内縁面によって規定された空間）に入り込むように突出した形状を有するとともに、フランジ部に酸ィ匕膜を介して融着接合された部分である。このように受光面板の一部として凸部が設けられることにより、その分だけ上部胴体部のフランジ部と受光面板との融着面積が広くなる。また、フランジ部と受光面板との接合強度及び真空気密性がより高くなる。

[0010] なお、凸部が受光面板の一部として面板本体と一体的に形成される場合、該受光面板は、表面に酸ィ匕膜が形成されたフランジ部の外面上にガラス平板が載置された状態で、中空胴体部を加熱することにより得られる。中空胴体部におけるフランジ部の外面上にガラス平板が載置された状態で該中空胴体部が加熱されると、ガラス平板が溶け出し、これに伴ってフランジ部の内縁面によって規定される空間にガラス平板の中央部分が落し込まれる。このガラス平板の落し込まれた部分が凸部となる。以上の製造工程によれば、一枚のガラス平板を用いて凸部を有する受光面板が容易にかつ安価に得られる。

[0011] また、凸部の先端面上及びフランジ部の内面上には、導電性の薄膜が設けられるのが好ましい。この場合、凸部の先端面上に設けられた導電性の薄膜とフランジ部の内面上に設けられた導電性の薄膜とは、ワイヤボンディングにより接続される。そして、ホトカソードは、少なくとも凸部の先端面上において導電性の薄膜を覆うように設けられるのが好ましい。光検出器を作る際には、このような凸部を有する受光面板が中空月同体部におけるフランジ部に融着接合された後、凸部の先端面の縁部力フランジ部の内面 (フランジ部の外面に対向する面)全体にわたって導電性の薄膜が設けられる。少なくとも凸部の先端面上にホトカソードが設けられる。ここで、凸部の先端面上に設けられるホトカソードは、凸部の先端面の縁部に位置する導電性の薄膜を覆うように設けられる。この場合、導電性の薄膜及びホトカソードが形成される前に、フランジ部の内面に形成されている不要な酸ィ匕膜が例えばィ匕学研磨により除去されなければならない。し力しながら、このような化学研磨処理が行われると、フランジ部と受光面板の凸部との境界部分に窪みが生じるため、凸部の先端面上及びフランジ部の内面上に導電性の薄膜が形成されたときに、凸部の先端面上の導電性の薄膜とフランジ部の内面上の導電性の薄膜とが電気的に接続されてない状態が発生する可能性がある。そこで、凸部の先端面上の導電性の薄膜とフランジ部の内面上の導電性の薄膜とが、ワイヤボンディングで接続されることにより、両者の電気的な接続が安定的に確保される。

[0012] ここで、この発明に係る光検出器は、ホトカソードとステムとの間に位置するよう密封容器内に設けられ、該ホト力ソードから放出された光電子を増倍する複数段のダイノードで構成された電子増倍部をさらに備えれば、上記作用を奏する好適な光電子増倍管となり得る。なお、上記アノードは、電子増倍部とステムとの間に配置されてもよく、また、該電子増倍部のうち最終段のダイノード (反転型ダイノード）をステムとともに挟み込むよう該最終段のダイノードと一段上のダイノードとの間に配置されてもよい。

[0013] また、この発明に係る光検出器は、ステムとともに受光面板を挟むよう密封容器の外部に配置され、到達した放射線を光に変換するシンチレータをさらに備えれば、上記作用を奏する好適な放射線検出装置となり得る。

[0014] なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。

[0015] また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではある力例示のためにのみ示されているものであって、この発明の思想及び範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。

発明の効果

[0016] この発明に係る光検出器によれば、受光面板は中空胴体部のフランジ部に酸ィ匕膜を介して融着接合されるので、フランジ部と受光面板との融着強度及び気密性が向上する。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]は、この発明に係る光検出器の第 1実施例として光電子増倍管の上部構造を示す平面図である。

[図 2]は、図 1に示された光電子増倍管の底面構造を示す平面図である。

[図 3]は、図 1に示された光電子増倍管の ΠΙ-ΠΙ線に沿った断面図である。 [図 4]は、図 3に示された光電子増倍管の上部構造を詳細に示す拡大断面図である

[図 5]は、図 3に示された光電子増倍管の製造工程のうち受光面板を形成しながら上部胴体部のフランジ部に融着接合する工程を説明するための断面図である。

[図 6]は、図 3に示された光電子増倍管の第 1変形例の構成を示す断面図である。

[図 7]は、図 3に示された光電子増倍管の第 2変形例の構成を示す断面図である。

[図 8]は、この発明に係る光検出器の第 2実施例として、図 3に示された光電子増倍管を含む放射線検出装置の構成を示す一部破断図である。

[図 9]は、上部胴体部の上端に形成されたフランジ部の種々の変形例を示す断面図である。

[図 10]は、図 3に示された光電子増倍管における上部構造の変形例を詳細に示す拡大断面図である。

符号の説明

[0018] 1、 20、 26· ··光電子増倍管 (光検出器)、 2、 27· ··上部胴体部、 3…受光面板、 3a …面板本体、 3b…凸部、 4…ホト力ソード、 5…ステム、 7…下部胴体部、 8…密封容器、 9…電子増倍部、 12· ··アノード、 21· ··放射線検出装置 (光検出器)、 22· ··シンチレータ、 51· ··フランジ部、 51a…上面（外面）、 51b…内縁面、 51c…内面、 53· ·· 金属酸化膜、 54· ··導電性の薄膜、 56· ··ワイヤ、 57· ··ガラス平板。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、この発明に係る光検出器の各実施例を、図 1〜図 10を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明における「上」、「下」等の語は図面に示す状態に基づく便宜的なものである。また、各図において同一又は相当の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0020] 図 1及び図 2は、この発明に係る光検出器の第 1実施例として光電子増倍管の上部構造及び底部構造をそれぞれ示す平面図である。また、図 3は図 1の ΠΙ-ΠΙ線に沿つた光電子増倍管の断面図である。図 1〜図 3において、光電子増倍管 1は、外部からの入射光に受光して光電子電子を放出し、その光電子をカスケード増倍し、そして、得られた二次電子を電気信号として出力させるための装置である。 [0021] 光電子増倍管 1は、略円筒形状をなす金属製の上部胴体部 2を備える。上部胴体部 2は、例えば鉄、ニッケル及びコバール金属の合金カゝらなる。上部胴体部 2の一端 (上端）には、上部胴体部 2の中心を通る胴軸に向力つて張り出した環状のフランジ部 51が設けられ、上部胴体部 2の他端 (下端）には、上部胴体部 2の外側に張り出した環状のフランジ部 52が設けられて、る。

[0022] 上部胴体部 2の上側の開口端にはガラス製の受光面板 3が気密に固定され、受光面板 3の内側表面には、受光面板 3を通過した入射光を光電子に変換するための光電子放出面（以下、ホトカソード) 4が形成されている。なお、これら受光面板 3及びホトカソード 4につ、ては後述する。

[0023] 上部胴体部 2の下側の開口端には、円板状のステム 5が配置されている。このステム 5に関しては、光電子増倍管 1の密封容器 8の形成時に真空空間となる側が内側（上側）となる。ステム 5には、略円状の位置に周方向に互いに離間して配置された複数（15本)の導電性ステムピン 6が気密に挿着されている。具体的には、ステム 5は、ベース材 14と、ベース材 14の上側（内側）に融着接合された上側押え材 15と、ベース材 14の下側 (外側）に融着接合された下側押え材 16とにより構成された 3層構造を有する。ベース材 14は、例えばコバールを主成分とした絶縁性ガラス力もなる円板状部材であり、上側押え材 15及び下側押え材 16は、コバールに例えばアルミナ系粉末が添加することにより得られる絶縁性ガラス (ベース材 14より高い融点を有する）からなる円板状部材である。そして、ベース材 14にはステムピン 6が直接融着されている。なお、ステム 5の構造は、特に上述の 3層構造には限られず、ベース材のみからなる単層構造や、ベース材及び押え材カもなる 2層構造等であってもよ、。

[0024] ステム 5には、当該ステム 5を側面力包囲するように金属製の下部胴体部 7が気密に固定されている。具体的には、下部胴体部 7は、ステム 5のベース材 14に融着されている。下部胴体部 7の一端 (上端）には、下部胴体部 7の外側に張り出した環状のフランジ部 7aが設けられて、る。このフランジ部 7aと上部胴体部 2の下端に設けられたフランジ部 52とが溶接されることで、上部胴体部 2と下部胴体部 7とは気密に固定される。

[0025] 上記上部胴体部 2、受光面板 3、ステム 5及び下部胴体部 7によって、内部が所定の真空に減圧された密封容器 8 (真空密封容器)が得られる。なお、上部胴体部 2及び下部胴体部 7とのより密封容器 8の一部を構成する中空胴体部が構成されている。このような密封容器 8内には、ホトカソード 4から放出された光電子を増倍するための電子増倍部 9が収容されている。電子増倍部 9は、それぞれが多数の電子増倍孔を有する複数段 (この実施例では 10段）の薄板状のダイノード 10が積層され、このプロック状の電子増倍部 9がステム 5の上面に設置されている。ダイノード 10の縁部には、外側に突出するダイノード接続片 10cがそれぞれ形成され、ダイノード接続片 10c の下面側には、ステム 5に挿着されたステムピン 6の先端部分が溶接固定されている。これにより、ダイノード 10と対応するステムピン 6がそれぞれ電気的に接続される。

[0026] さらに、密封容器 8内において、電子増倍部 9とホトカソード 4との間には、ホトカソード 4から放出された光電子を電子増倍部 9に導くための平板状の収束電極 11が設置されている。また、最終段のダイノード 10b (反転ダイノード)の一段上の段には、電子増倍部 9により増倍された後に最終段のダイノード 10bより反転放出された二次電子を出力信号として取り出すための平板状アノード 12が積層されている。

[0027] 収束電極 11の四隅には、外側に突出する突出片 11aがそれぞれ設けられており、これら突出片 11aに対応するステムピン 6がそれぞれ溶接固定されることでステムピン 6と収束電極 11が電気的に接続される。また、アノード 12の縁部にも、外側に突出するアノード接続片 12aが設けられており、このアノード接続片 12aにステムピン 6の一つであるアノードピン 13が溶接固定されることでアノードピン 13とアノード 12が電気的に接続される。そして、電源回路に接続されたステムピン 6によって電子増倍部 9 及びアノード 12に所定の電圧がそれぞれ印加されると、ホトカソード 4と収束電極 11 とは同電位に設定され、ダイノード 10は積層順に上段から下段に行くに従って高電位に設定される。また、アノード 12は最終段のダイノード 10bよりも高電位に設定される。

[0028] 以上のように構成された光電子増倍管 1では、受光面板 3側力ホトカソード 4に入射光 (h V )が到達すると、このホトカソード 4力光電変換されや光電子 (e_)が密封容器 8内に放出される。放出された光電子は、収束電極 11によって電子増倍部 9の一段目のダイノード 10aに収束される。そして、光電子は電子増倍部 9内で順次増倍され、最終段のダイノード 10bから 2次電子群が反転放出される。この 2次電子群は、アノード 12に到達するとアノードピン 13を介して外部に出力される。

[0029] 受光面板 3及びホトカソード 4を含む光電子増倍管 1の上部構造について、図 3及び図 4によりさらに詳細に説明する。

[0030] 受光面板 3は、上部胴体部 2の一端に形成されたフランジ部 51の外面（上面） 51a に融着接合された面板本体 3aと、この面板本体 3aからフランジ部 51の内縁面 51b によって規定される空間に入り込むよう突出した形状を有するとともに、フランジ部 51 の内縁面 5 lbに融着接合された凸部 3bとを有する。なお、凸部 3bは、面板本体 3a の一部であってもよぐまた、面板本体 3aとは別部材であってもよい。フランジ部 51の内縁面 51bは、上面 51aに対して略垂直な面である。受光面板 3の上面と、受光面板 3の下面つまり凸部 3bの先端面 Pは、実質的に平坦になっている。また、凸部 3b の先端面 Pは、フランジ部 51の内面 51cとほぼ同一平面上に位置する。

[0031] フランジ部 51の上面 51a及び内縁面 51bには、金属酸化膜 (例えば鉄酸化膜) 53 が形成されている。「金属酸化膜」とは、ワーク母材に含有される元素が酸素と結合することによって形成される膜状の金属酸化層であって、例えば該ワーク母材が加熱雰囲気中に曝されたときに形成される。したがって、受光面板 3の面板本体 3aは、金属酸ィ匕膜 53を介してフランジ部 51の上面 51aに融着される一方、受光面板 3の凸部 3bは、金属酸ィ匕膜 53を介してフランジ部 51の内縁面 51bに融着されることになる。なお、上部胴体部 2において、受光面板 3と接合されるフランジ部 51の上面 51a及び内縁面 51b以外の領域の表面には、金属酸化膜 53は形成されていない。

[0032] ホトカソード 4は、凸部 3bの先端面 P上及びフランジ部 51の内面 51c上に導電性の薄膜 (例えばアルミ蒸着膜) 54を介して形成されている。導電性の薄膜 54は、上部胴体部 2の内面及び受光面板 3の下面の周縁部にわたって形成されている。このため、フランジ部 51の内面 51c及び受光面板 3の下面（凸部 3bの先端面 P)の周縁部に対しては、ホトカソード 4が導電性の薄膜 54の表面に形成される。また、凸部 3bの先端面 Pの中央部に対しては、ホトカソード 4が受光面板 3の表面（凸部 3bの先端面 Pのうち導電性の薄膜 54が形成されていない領域）に直接形成されている。この受光面板 3の表面に直接形成される面がホトカソード 4の有効面となる。 [0033] フランジ部 51の内縁面 51bと凸部 3bとの境界部分には、窪み 55が形成されている。この窪み 55は、フランジ部 51の内面 51cに形成された不要な金属酸ィ匕膜をィ匕学研磨により除去する（後述)ことによって生じる。この状態で、導電性の薄膜 54及びホト力ソード 4が順次形成されると、窪み 55内に、フランジ部 51の内縁面 51bと凸部 3bとの境界部分に形成されるはずの導電性の薄膜 54及びホトカソード 4が入り込む。このため、凸部 3bの先端面 P上に形成された導電性の薄膜 54 (薄膜 54aとする）とフランジ部 51の内面 51c上に形成された導電性の薄膜 54 (薄膜 54bとする）との間が、電気的に切断された状態になる可能性がある。そのため、薄膜 54a、 54b同士は、ワイャ 56で接続 (ワイヤボンディング)され、電気的な接続状態が確保されてヽる。

[0034] 次に、上部胴体部 2のフランジ部 51に受光面板 3を取り付け、さらにホトカソード 4を形成する方法について説明する。図 5には、図 3に示された光電子増倍管 1の製造工程のうち受光面板 3を形成しながら上部胴体部 2のフランジ部 51に融着接合する工程が示されている。

[0035] まず、図 5中の領域 (a)に示されたように、上部胴体部 2と、受光面板 3の基となるガラス平板 57とが用意される。そして、例えば電気炉にて、上部胴体部 2の全表面に金属酸化膜 53が形成される。

[0036] 続いて、図 5中の領域 (b)に示されたように、上部胴体部 2のフランジ部 51の上面 5 la上にガラス平板 57が載置される。載置された上部胴体部 2は、融着治具等を用いて加熱される。なお、上部胴体部 2の加熱手法しては、例えば高周波加熱等の誘導加熱が採用され得る。

[0037] このように上部胴体部 2が加熱されると、ガラス平板 57はフランジ部 51に近い部分力も溶け出す。その結果、図 5中の領域 (c)に示されたように、フランジ部 51の内縁面 51bによって規定された空間にガラス平板 57の中央部分 (フランジ部 51の上面 51 aに接している領域を除く部分）が落し込まれ、フランジ部 51の上面 51a及び内縁面 51bとガラス平板 57とが融着されるようになる。これにより、フランジ部 51の上面 51a に融着された面板本体 3aとフランジ部 51の内縁面 5 lbに融着された凸部 3bとにより構成された受光面板 3が形成される。

[0038] 以上のように上部胴体部 2の加熱によるガラス平板 57の溶融及び落し込みにより、 1枚のガラス平板 57のみを使って、凸部 3bを有する受光面板 3が容易にかつ安価に作成され得る。また、凸部 3bを有する受光面板 3の形成と同時に受光面板 3と上部胴体部 2のフランジ部 51との融着接合も行われるので、光電子増倍管 1の製造工程の簡素化が可能になる。

[0039] ここで、フランジ部 51の表面には金属酸ィ匕膜 53が形成されている。そのため、図 5 中の領域 (b)に示されたように、ガラス平板 57がフランジ部 51に密着された状態で上部胴体部 2が加熱されると、ガラス平板 57の融点を超えたあたりから、ガラス平板 5 7と金属酸ィ匕膜 53とが互いに拡散し、ガラスと金属とが混在した接合層（拡散層）が形成される。この場合、フランジ部 51の表面に金属酸化膜 53が形成されない状態でフランジ部 51と受光面板 3とが融着された場合に比べ、フランジ部 51と受光面板 3との密着性が良くなり、フランジ部 51と受光面板 3とのシール性 (真空気密性)及び接合強度に対しても有利になる。

[0040] なお、後で行われる上部胴体部 2における内面上への導電性の薄膜 54の形成や、上部胴体部 2における外面上へのメツキ等を考慮して、上部胴体部 2の表面に露出している金属酸ィ匕膜 53が化学研磨により除去される。この処理が行われると、上述のようにフランジ部 51の内縁面 51bと受光面板 3の凸部 3bとの境界部分に窪み 55が形成される。

[0041] 続いて、上部胴体部 2の内面と受光面板 3の下面（凸部 3bの先端面 P)の縁部とに導電性の薄膜 54が形成される。そして、上部胴体部 2の内面上に形成された導電性の薄膜 54と受光面板 3の下面上に形成された導電性の薄膜 54とがワイヤ 56で電気的に連結される（ワイヤボンディング)。これにより、フランジ部 51の内縁面 51bと受光面板 3の凸部 3bとの境界部分に窪み 55があっても、上部胴体部 2の内面上に形成された導電性の薄膜 54と受光面板 3の下面上に形成された導電性の薄膜 54との電気的接続が確保される。さらに、フランジ部 51の内面 51c上と受光面板 3の凸部 3bの先端面 P上には、ホトカソード 4が形成される。ホトカソード 4は、例えば受光面板 3の下面（凸部 3bの先端面 P)力も上部胴体部 2の内面にわたって、蒸着されたアンチモンにアルカリ金属を反応させることで形成される。

[0042] 具体的な例としては、フランジ部 51の内面 51cを含む上部胴体部 2の内面全体から受光面板 3の凸部 3bの先端面 Pの周縁部にわたって導電性の薄膜 54が形成され、凸部 3bの先端面 P上に形成された導電性の薄膜 54とフランジ部 51の内面 51c上に形成された導電性の薄膜 54とがワイヤボンディングにより電気的に接続される。このとき、導電性の薄膜 54は凸部 3bの先端面 Pの周縁部に幅 0. 5mmで形成され、その後、受光面板 3の下面力もフランジ部 51の内面 51cにわたつてホトカソード 4が形成されることにより、有効径 8mmのホトカソード 4が得られる。

[0043] 以上のようにこの実施例にあっては、受光面板 3が上部胴体部 2のフランジ部 51の表面に形成された金属酸ィ匕膜 53を介してフランジ部 51に融着接合されるので、上述のようにフランジ部 51と受光面板 3との密着性が十分に高くなる。また、受光面板 3 は面板本体 3aと凸部 3bとで構成されており、面板本体 3aがフランジ部 51の上面 51 aに融着される一方、凸部 3bがフランジ部 51の内縁面 51bに融着されるので、受光面板 3とフランジ部 51との融着面積が広くなる。これにより、受光面板 3とフランジ部 5 1との融着界面における接合強度 (融着強度)及びシール性が向上する。

[0044] 次に、光電子増倍管 1の第 1変形例の構成を示す断面図（図 1の ΠΙ-ΠΙ線に沿った断面図に相当）が図 6に示されている。この図 6に示された光電子増倍管 20は、ステム 5の中央部分に金属製の排気管 19が設けられている。この排気管 19は、光電子増倍管 20の組み立て終了後に密封容器 8の内部を真空ポンプ等によって排気するために利用される。その他の構成は、光電子増倍管 1と同様である。

[0045] 図 7には、さらに光電子増倍管 1の第 2変形例の構成を示す断面図（図 1の ΠΙ-ΠΙ線に沿った断面図に相当）が示されている。この図 7に示された光電子増倍管 26では、ステム 5に固定された下部胴体部 7に、上部胴体部 2よりも長尺の胴体部 27 (上部胴体部）を嵌め合わされており、下部胴体部 7の下端部に形成されたフランジ部 7aと月同体部 27の下端部に形成されたフランジ部 27aとが溶接固定されている。その他の構成は、図 6に示された第 1変形例に係る光電子増倍管 20と同様である。

[0046] 図 8は、この発明に係る光検出器の第 2実施例として、上述の光電子増倍管 1を含む放射線検出装置の構成を示す一部破断図である。この図 8において、放射線検出装置 21は、光電子増倍管 1の受光面板 3の上側 (外側）に設置され、放射線を光に変換するシンチレータ 22を備えている。このような放射線検出装置 21は光電子増倍管 1を備えているので、受光面板 3と上部胴体部 2のフランジ部 51との間の融着強度及びシール性を向上させることが可能である。

[0047] なお、この発明に係る光検出器は、上述の実施例には限定されるものではない。例えば上部胴体部 2のフランジ部 51の形状については、特に上述の実施例には限られず、例えば図 9に示されたように種々変形が可能である。ここで、図 9中の領域 (a) に示されたフランジ部 51は、上面 5 laに対して傾斜した内縁面 5 lbが設けられている。図 9中の領域 (b)に示されたフランジ部 51は、上面 51aと内縁面 51bとを連絡する傾斜面 51dが設けられている。図 9中の領域 (c)に示されたフランジ部 51は、曲面状の内縁面 5 lbが設けられている。

[0048] 上述の実施例では、ホトカソード 4が受光面板 3の凸部 3bの先端面 Pからフランジ部 51の内面 51cにわたつて形成されている。しかしながら、図 10に示されたように、ホトカソード 4は受光面板 3の凸部 3bの先端面 Pのみに形成され、受光面板 3における凸部 3bの先端面 P上に形成された導電性の薄膜 54とフランジ部 51における内面 51c上に形成された導電性の薄膜 54とをワイヤ 56でつなぐ構成としてもよい。この場合、凸部 3bの先端面 Pの周縁部に形成されるホトカソード 4は、導電性の薄膜 54の表面上に形成されることになる。

[0049] 上述の実施例では、加熱によるガラス平板 57の落し込みを利用して凸部 3bを有する受光面板 3が形成される段階で、受光面板 3が上部胴体部 2のフランジ部 51に融着接合している。し力しながら、面板本体 3a及び凸部 3bからなる受光面板 3を別に作り、その受光面板 3をフランジ部 51に融着接合させてもょ、。

[0050] また、上述の実施例では、面板本体 3a及び凸部 3bからなる受光面板 3が適用されている。しカゝしながら、平板状の受光面板が適用されてもよい。この場合、平板状の受光面板は、フランジ部 51の外面 51a上又は内面 51c上に形成された金属酸ィ匕膜 5 3を介してフランジ部 51に融着接合される。

[0051] さらに、上述の実施例では、光検出器の各実施例として、光電子増倍管と、該光電子増倍管を含む放射線検出装置が示されている。し力しながら、この発明に係る光検出器は、電子増倍部の無い電子管等にも適用可能である。

[0052] 以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲力逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。産業上の利用可能性

この発明に係る光検出器は、放射線検出装置を初め、医療、環境等の種々の分野における検出装置や携帯型計測器へ適用され得る。

Claims

請求の範囲

[1] 導電性材料からなる中空胴体部と、該中空胴体部の一端に接合された受光面板と、該中空胴体部の他端に接合されたステムとにより構成され、内部が所定の真空度まで減圧された密封容器と、

前記密封容器内に配置され、前記受光面板を通過した入射光を電子に変換するホトカソードと、そして、

前記ホトカソードと前記ステムとの間に位置するよう前記密封容器内に配置され、前記ホトカソードから放出された電子のうち直接又は間接的に到達した電子を出力信号として取り出すためのアノードとを備えた光検出器であって、

前記中空胴体部の一端には、該中空胴体部の中心を通る胴軸に向力つて張り出したフランジ部が設けられ、

前記受光面板は、前記フランジ部に酸ィ匕膜を介して融着接合されている光検出器

[2] 請求項 1記載の光検出器において、

前記受光面板は、前記中空胴体部の外周面と連続している前記フランジ部の外面に前記酸化膜を介して融着接合された面板本体と、前記面板本体から前記フランジ部により取り囲まれた空間に入り込むように突出した形状を有するとともに前記フランジ部に前記酸ィ匕膜を介して融着接合された凸部とを有する。

[3] 請求項 2記載の光検出器において、

前記受光面板は、表面に前記酸ィ匕膜が設けられた前記フランジ部の外面上にガラス平板を載置した状態で前記中空胴体部を加熱することにより形成される。

[4] 請求項 2又は 3記載の光検出器において、

前記凸部の先端面上及び前記外面に対向する前記フランジ部の内面上には、導電性の薄膜が設けられ、

前記凸部の先端面上に設けられた導電性の薄膜と前記フランジ部の内面上に設けられた導電性の薄膜とは、ワイヤボンディングにより接続され、そして、

前記ホトカソードは、少なくとも前記凸部の先端面上において前記導電性の薄膜を覆うように設けられている。

[5] 請求項 1〜4のいずれか一項記載の光検出器は、さらに、

前記ホトカソードと前記ステムの間に位置するよう前記密封容器内に設けられ、前記ホトカソードから放出された電子をそれぞれ増倍する複数段のダイノードで構成された電子増倍部を備える。

[6] 請求項 1〜5のいずれか一項記載の光検出器は、さらに、

前記ステムとともに前記受光面板を挟むよう前記密封容器の外部に配置され、到達した放射線を光に変換するシンチレータを備える。