專利名稱：光電倍增管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電倍增管，尤其是涉及耐振性良好、脈沖(直)線性特性和時(shí)間響應(yīng)性高的光電倍增管。
背景技術(shù)：
特開(kāi)平2-291655號(hào)公報(bào)中，記載了具有圓規(guī)形電子倍增部的光電倍增管。在圓規(guī)形電子倍增部中，形成于相向的倍增極之間的倍增極內(nèi)部空間路線圍繞著垂直于管軸的軸形成圓弧狀，第2級(jí)倍增極和陽(yáng)極分別位于管軸的兩側(cè)。因此，光電倍增管在管軸方向上可以縮短，可使整體形狀小型化。
該光電倍增管中，由于倍增極內(nèi)部空間路線形成圓弧狀，故將凹面狀的倍增極配置在圓弧外側(cè)，將大致平面狀的、且具有比外側(cè)的倍增極小的表面積的倍增極配置在圓弧內(nèi)側(cè)。陽(yáng)極形成桿狀，以包圍最終級(jí)倍增極的形式配置。由于陽(yáng)極呈桿狀，故耐振性良好。
但是，這種構(gòu)造中，由于配置在內(nèi)側(cè)的倍增極的表面積比配置在外側(cè)的倍增極的小，故配置在內(nèi)側(cè)的倍增極附近的電子密度增大。尤其是隨著向陽(yáng)極靠近而使電子倍增，故最終級(jí)的前面一個(gè)倍增極之表面積小，所以其附近的電子密度非常大。因此，存在著易產(chǎn)生空間電荷效應(yīng)的問(wèn)題。而且，由于陽(yáng)極形成桿狀，故電場(chǎng)強(qiáng)度弱。由于這些空間電荷效應(yīng)和電場(chǎng)強(qiáng)度弱，故特開(kāi)平2-291655號(hào)公報(bào)所記載的圓規(guī)形電子倍增結(jié)構(gòu)的脈沖(直)線性特性不好。即，輸出信號(hào)不隨著輸入的光強(qiáng)度的增大而呈直線地增大，反而導(dǎo)致輸出信號(hào)水平減弱的現(xiàn)象。
作為提高了脈沖(直)線性的光電倍增管，有特開(kāi)平7-245078號(hào)公報(bào)中記載的光電倍增管。在該公報(bào)中，記載了和上述特開(kāi)平2-291655號(hào)公報(bào)所記載的光電倍增管一樣，通過(guò)將第2級(jí)倍增管和陽(yáng)極分別配置在管軸的相反側(cè)，使得管軸方向上的長(zhǎng)度縮短的光電倍增管。該光電倍增管中，多級(jí)倍增管所構(gòu)成的電子倍增部是由數(shù)個(gè)箱形和柵極(gria)形倍增極構(gòu)成的前級(jí)部，和數(shù)個(gè)行聚焦型倍增極構(gòu)成的后級(jí)部構(gòu)成。通過(guò)在前級(jí)部設(shè)數(shù)個(gè)箱形倍增極，使形成于相互對(duì)著的倍增極之間的倍增極內(nèi)部空間路線彎曲，在后級(jí)部，數(shù)個(gè)行聚焦型倍增極內(nèi)部空間路線配置成直線狀。陽(yáng)極設(shè)成形成于平面上的網(wǎng)眼形狀，配置在最終級(jí)倍增極和最終級(jí)倍增極的前面一個(gè)倍增極之間。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在電子密度高的后級(jí)部使用彼此的體積相等的行聚焦型倍增極，故可防止高電子密度化，可抑制空間電荷效應(yīng)。
特平開(kāi)7-245078號(hào)公報(bào)所記載的光電倍增管中，由于陽(yáng)極設(shè)成網(wǎng)眼狀，故可使電場(chǎng)強(qiáng)度增大。因此，與特開(kāi)平2-291655號(hào)公報(bào)所記載的圓規(guī)形電子倍增構(gòu)造不同，可提高脈沖(直)線性特性。
如上所述，特開(kāi)平7-245078號(hào)公報(bào)的光電倍增管中，其電子倍增部使用箱形倍增極。箱形倍增極是由箱形2次電子發(fā)射部和柵極構(gòu)成的復(fù)雜且大型的結(jié)構(gòu)，難以實(shí)現(xiàn)小型化，另外在耐振性方面也存在著問(wèn)題。
由于使用箱形倍增極，故電子的飛越時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)間響應(yīng)性不夠好。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種光電倍增管，這種光電倍增管的耐振性和脈沖(直)線性特性良好，而且時(shí)間響應(yīng)性提高了。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光電倍增管由以下部分構(gòu)成沿著管軸延伸的管狀真空容器；位于該管狀真空容器的管軸方向端面，對(duì)入射的光進(jìn)行光電變換而發(fā)射電子的光電面；內(nèi)壁具有二次電子面，依次對(duì)該電子進(jìn)行倍增用的n級(jí)倍增極；接受經(jīng)過(guò)n級(jí)倍增極倍增之后的電子用的陽(yáng)極，這樣構(gòu)成的光電部增管的特征在于將初級(jí)倍增極與該光電面相向配置，假設(shè)i為2以上、(n-1)以下的整數(shù)時(shí)，笫i級(jí)倍增極的該二次電子面與第(i-1)級(jí)和第(i+1)級(jí)倍增極的二次電子面相向配置第(n-2)級(jí)及第(n-1)級(jí)倍增極使用和該第2級(jí)倍增極的形狀大致相同的倍增極，而且，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極使用此第2級(jí)倍增極小的倍增極，以形成于相互相向的倍增極之間的倍增極內(nèi)部空間路線橫穿管軸的方式配列該n級(jí)倍增極，陽(yáng)極使用網(wǎng)眼狀陽(yáng)極，該網(wǎng)眼狀陽(yáng)極相對(duì)于管軸來(lái)說(shuō)，設(shè)備在與第2級(jí)倍增極相反一側(cè)。
根據(jù)這種光電倍增管，第3級(jí)及第5級(jí)倍增管比第2級(jí)倍增管小。因此，相對(duì)于管軸來(lái)說(shuō)，可將陽(yáng)極設(shè)在與第2級(jí)倍增管相反的一側(cè)，可使光電倍增管在管軸方向上小型化。
而且，由于第(n-1)級(jí)及第(n-2)級(jí)倍增極的形狀大致和第2倍增極一樣，故在第(n-1)級(jí)及第(n-2)級(jí)倍增極附近，電子密度不會(huì)過(guò)度增大。因此，可減小空間電荷的影響，提高脈沖(直)線性。又，因陽(yáng)極呈網(wǎng)眼狀，使得陽(yáng)極靠近最終級(jí)倍增極，可用平行電場(chǎng)提高電場(chǎng)強(qiáng)度，抑制空間電荷效應(yīng)。于是，可進(jìn)一步提高脈沖(直)線性。而且，可在比較大的范圍內(nèi)接受、奪取電子。
本發(fā)明的光電倍增管中，第2級(jí)倍增極的二次電子面由斷面呈圓弧狀的曲面以及與該曲面連成一個(gè)面的平面構(gòu)成。
根據(jù)該光電倍增管，與使用箱形和柵極形倍增極的場(chǎng)合相比，倍增極的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，故耐振性好。因此，也可在石油資源勘探等要求高耐振性的環(huán)境中使用。而且，響應(yīng)性能好。
本發(fā)明的光電倍增管中，第(n-3)級(jí)倍增極的形狀大致和第2級(jí)倍增極相同。
根據(jù)這種光電倍增管，可防止第(n-3)級(jí)倍增極附近的電子密度過(guò)度增大，可進(jìn)一步提高脈沖(直)線性。
本發(fā)明的光電倍增管中，第(n-4)級(jí)倍增極的形狀大致和第2級(jí)倍增極一樣。
根據(jù)這種光電倍增管，可防止第(n-4)級(jí)倍增極附近的電子密度過(guò)度增大，使脈沖(直)線性進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的光電倍增管中，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的曲面形成。
根據(jù)這種光電信增管，容易接受前一級(jí)倍增極發(fā)射的電子，而且通過(guò)使二次電子的發(fā)射方向稍朝向前一級(jí)倍增極的方向進(jìn)行發(fā)射，便可使二次電子相對(duì)于下一級(jí)倍增極獲得合適的軌道。
本發(fā)明的光電倍增管中，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極的形狀也可和第2級(jí)倍增極大致相似。
根據(jù)這種光電倍增管，由于第3級(jí)及第5級(jí)倍增極的形狀和第2級(jí)倍增極大致相似，其形狀是將第2級(jí)倍增極縮小后的形狀，故可獲得和第3級(jí)及第5級(jí)倍增極的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的曲面構(gòu)成的場(chǎng)合同樣的效果。
在本發(fā)明的光電倍增管中，也可將遮光板設(shè)在(n-3)級(jí)～n級(jí)倍增管和第1級(jí)倍增管之間的位置上。
根據(jù)這種光電倍增管，可防止電子撞擊(n-3)級(jí)～n級(jí)倍增極時(shí)產(chǎn)生的光或離子到達(dá)光電面。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形式的光電倍增管1的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施形式的光電倍增管1的第2級(jí)、第4級(jí)、第6～第9級(jí)倍增極Dy2、Dy4、Dy6～Dy9的圖，圖2(a)是正視圖，圖2(b)是仰視圖，圖2(c)是側(cè)視圖，圖2(d)是軸測(cè)圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施形式的光電倍增管1的第3級(jí)及第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的圖，圖3(a)是正視圖，圖3(b)是仰視圖，圖3(c)是側(cè)視圖，圖3(d)是軸測(cè)圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形式的倍增管1的陽(yáng)極A的正視圖。
圖5是表示倍增極Dy1～Dy10和陽(yáng)極A被支承在基板4上的狀態(tài)之正視圖。
圖6是表示倍增極Dy1～Dy10和陽(yáng)極A插入基板5的狀態(tài)的軸測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1～圖6對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形式的光電倍增管作說(shuō)明。本實(shí)施形式的光電倍增管1配備有具有管軸X的管狀真空容器2。圖1是表示沿著管軸X切斷光電倍增管1后的狀態(tài)的剖面圖。管狀真空容器2是由例如科瓦鐵鎳鈷合金玻璃之類的材料制成的。
該管狀真空容器2的管軸X方向兩端部封閉，一端呈平面狀，其內(nèi)面形成受光后便發(fā)射電子的光電面2A。光電面2A，例如是通過(guò)使堿金屬蒸汽與銻進(jìn)行反應(yīng)而形成的，該銻預(yù)先蒸鍍?cè)诠軤钫婵杖萜?的一端部的內(nèi)面上。管狀真空容器2的另一端設(shè)有多個(gè)導(dǎo)線光銷2B，這些導(dǎo)線銷用于賦予各倍增極Dy1～Dy10和陽(yáng)極A所要求的電位。為了方便，圖1中僅表示了2根導(dǎo)線銷2B。光電面2A通過(guò)未圖示的連接構(gòu)件與該導(dǎo)線銷2B連接，被施加-1000V的電壓。
在面對(duì)管狀真空容器2的光電面2A的位置上配設(shè)有杯狀聚焦電極3，該聚焦電極具有垂直于管軸X的面。該聚焦電極3上形成有中央開(kāi)口部3a，該開(kāi)口部位于垂直于管軸X的面上，以與管軸X交差的位置為中心，中央開(kāi)口部3a上安裝有網(wǎng)眼電極3A。聚焦電極3和網(wǎng)眼電極3A分別與相應(yīng)的導(dǎo)線銷2B連接，和第1級(jí)倍增極Dy1的電位相同。
在與面對(duì)聚焦電極3的光電面2A一側(cè)的相反側(cè)，配設(shè)有依次倍增電子用的倍增極Dy1～Dy10。倍增極Dy1～Dy10各自具有二次電子面。
在面對(duì)聚焦電極3的中央開(kāi)口部3a的位置上設(shè)置有第1級(jí)倍增極Dy1。第1級(jí)倍增極Dy1設(shè)在橫跨管軸X的位置上。第1級(jí)～第10級(jí)倍增極Dy1～Dy10配置成使依次相接鄰的倍增極的二次電子面之間相向。相接鄰的倍增極之間的空間相互連通而形成的倍增極內(nèi)部空間路線橫穿管軸X地排列倍增極Dy1～Dy10，陽(yáng)極A相對(duì)于管軸X來(lái)說(shuō)，設(shè)在與第2級(jí)倍增極Dy2相反一側(cè)。也就是說(shuō)，如圖1所示，第2級(jí)倍增極Dy2位于管軸X左側(cè)，陽(yáng)極A位于管軸X右側(cè)。在最終級(jí)即第10倍增極Dy10和其上一級(jí)的第9級(jí)倍增級(jí)Dy9之間配置有網(wǎng)眼狀的陽(yáng)極A。
倍增極Dy1～Dy10、陽(yáng)極A通過(guò)未圖示的配線與各自相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線銷2B連接，施加各自規(guī)定的電位。本實(shí)施形式中，向各級(jí)倍增極Dy1～Dy10施加的電壓如下所述。第1級(jí)倍增極Dy1為-800V，第2級(jí)倍增級(jí)Dy2為-720V，第3級(jí)倍增極Dy3為-640V，第4級(jí)倍增極Dy4為-560V，第5級(jí)倍增極Dy5為-480V，第6級(jí)倍增極Dy6為-400V，第7級(jí)倍增極Dy7為-320V，第8級(jí)倍增極Dy8為-240V，第9級(jí)倍增極Dy9為-160V，第10級(jí)倍增極Dy10為-80V，陽(yáng)極A為0V。
第2級(jí)倍增極Dy2、第4級(jí)倍增極Dy4、笫6～第9級(jí)倍增極Dy6～Dy9設(shè)成同一形狀。圖2所示為第2級(jí)倍增極Dy2的詳細(xì)形狀。第2級(jí)倍增極Dy2具有斷面呈圓弧狀的曲面部Dy2A和與該曲面部連成一面的平面部Dy2B，曲面部Dy2A和平面部Dy2B構(gòu)成二次電子面。曲面部Dy2A的長(zhǎng)度方向兩端部上沖壓形成有從Dy2A立設(shè)的側(cè)面部Dy2C。從兩側(cè)面部Dy2C向外方延伸形成第1耳部Dy2D。另外，在平面部Dy2B的長(zhǎng)度方向兩端部同樣形成有向外方延伸的第2耳部Dy2E。第1耳部Dy2D和第2耳部Dy2E不形成相互平行的平行面，而具有一定角度。在第1耳部Dy2D和第2耳部Dy2E的中央，在各自的厚度方向上形成有鍛造加工部。
笫3級(jí)倍增極Dy3及第5級(jí)倍增極Dy5形成同一形狀。圖3所示為第3級(jí)部增極Dy3的詳細(xì)形狀。第3級(jí)倍增極Dy3具有斷面呈圓弧狀的曲面部Dy3A。曲面部Dy3A構(gòu)成二次電子面，比其他級(jí)的倍增極的二次電子面(Dy2A+Dy2B)的面積小。因此，第3級(jí)倍增極Dy3(及第5級(jí)倍增極Dy5)比其他級(jí)的倍增極小，形成小型倍增極。另外，在曲面部Dy3A的長(zhǎng)度方向兩端上沖壓形成有從曲面部Dy3A立設(shè)的側(cè)面部Dy3B、Dy3B。在側(cè)面部Dy3B的與曲面部Dy3A相連一側(cè)的相反側(cè)面上形成有從側(cè)面部Dy3B垂直地向外方延伸的平面狀第1耳部Dy3C。第1耳部Dy3C的中央，在厚度方向上形成有鍛造加工部。
從圖6可知，第1級(jí)倍增極Dy1的二次電子面Dy1A的長(zhǎng)度方向兩端上形成有從二次電子面Dy1A立設(shè)的側(cè)面部Dy1B，側(cè)面部Dy1B上形成有向外方延伸的第1耳部Dy1C。第1耳部Dy1C的中央，在厚度方向上形成有鍛造加工部。
從圖5可知，第10級(jí)倍增極Dy10具有平面狀的二次電子面Dy10A，和由其兩端立設(shè)而成的2個(gè)面Dy10B、Dy10C，斷面形成“コ”字狀。二次電子面Dy10A，面Dy10B、Dy10C的長(zhǎng)度方向兩端部，在各自的二次電子面Dy10A、面Dy10B、Dy10C的長(zhǎng)度方向上形成有延伸成一面的3個(gè)耳部Dy10D、Dy10E、Dy10F。耳部Dy10E和Dy10F相互平行，耳部Dy10D形成垂直于耳部Dy10E、Dy10F的形式。耳部Dy10D、Dy10E、Dy10F的中央部，在各自的厚度方向上形成有鍛造加工部。
如圖4所示，陽(yáng)極A具有形成于平面上的呈網(wǎng)眼狀的二次電子接收部A1，二次電子接收部A1長(zhǎng)度方向的兩端上形成有耳部A2、A3，該耳部和二次電子接收部A1形成一個(gè)面地延伸。
如圖6所示，倍增極Dy1～Dy10和陽(yáng)極A的長(zhǎng)度方向兩端部被基板4、5支承著?；?上穿設(shè)有狹縫狀的固定貫通孔Dy1C、Dy2d、Dy2e、Dy3c、Dy4d、Dy4e、Dy5c、Dy10d、Dy10e、Dy10f、a2、a3?；?上也同樣設(shè)有狹縫狀的固定貫通孔，但未圖示。
圖5是從正面看倍增極Dy1～Dy10及陽(yáng)極A保持在基板4上、尚未保持在基板5上的形態(tài)的圖。圖6是表示各倍增極Dy1～Dy10及陽(yáng)極A保持在基板5上時(shí)的形態(tài)。另外，倍增極Dy1～Dy10及陽(yáng)極A的耳部Dy1C、Dy2D、Dy2E、Dy3C、Dy4D、Dy4E、Dy5C、Dy10D、Dy10E、Dy10F保持在基板4上的情況下，也同以下的說(shuō)明一樣。
第一級(jí)倍增極Dy1通過(guò)將第1耳部Dy1C插入固定貫通孔Dy1C內(nèi)而保持在基板5上。第2級(jí)倍增極Dy2通過(guò)將第1耳部Dy2D插入固定貫通孔Dy2d，將第2耳部Dy2E插入固定貫通孔Dy2e，便可保持在基板5上。第3級(jí)倍增極Dy3通過(guò)將第1耳部Dy3C插入固定貫通孔Dy3C中而保持在基板5上。第4級(jí)倍增極Dy4通過(guò)將第1耳部Dy4D插入固定貫穿孔Dy4d內(nèi)，將第2耳部Dy4E插入固定貫通孔Dy4e內(nèi)而保持在基板5上。第5級(jí)倍增極Dy5通過(guò)將第1耳部Dy5C插入固定貫穿孔Dy5C內(nèi)而保持在基板5上。第6級(jí)～第9級(jí)倍增極Dy6～Dy9和第2級(jí)及第4級(jí)倍增極Dy2、Dy4一樣，通過(guò)將第1耳部及第2耳部插入各自對(duì)應(yīng)的固定貫通孔內(nèi)而保持在基板5上。倍增極Dy10通過(guò)將耳部Dy10D插入固定貫通孔Dy10d內(nèi)，將耳部Dy10E插入固定貫通孔Dy10e內(nèi)，將耳部Dy10F插入固定貫通孔Dy10f內(nèi)而保持在基板5上。陽(yáng)極A通過(guò)將耳部A2插入固定貫通孔a2內(nèi)，將耳部A3插入固定貫通孔a3內(nèi)而保持在基板5上。
這時(shí)，由于各耳部上如上述那樣形成有鍛造加工部，故將耳部壓入相對(duì)應(yīng)的固定貫通孔內(nèi)，倍增極Dy1～Dy10便可良好地固定在基板5上。第6級(jí)～第9級(jí)倍增極Dy1～Dy10的耳部也一樣。
這時(shí)，第1耳部Dy1C、Dy2D、Dy3C、Dy4D、Dy5C及耳部Dy10E、Dy10F、A2、A3也形成得比基板5的厚度長(zhǎng)，從基板5突出，成為連接導(dǎo)線銷2B的端子。第6～第9級(jí)倍增極Dy6～Dy9的第1耳部也一樣。通過(guò)擰緊這些耳部Dy1C、Dy2D、Dy3C、Dy4D、Dy5C、Dy10E、Dy10F、A2、A3從基板5突出的部分，便可更牢固地將倍增極Dy1～Dy5、Dy10、陽(yáng)極A固定在基板5上。第6級(jí)～第9級(jí)倍增極Dy6～Dy9也一樣。
另外，第2耳部Dy2E、Dy4E及耳部Dy10D分別形成得比基板5的厚度短，不突出到基板5的外側(cè)，不干擾配線。第6級(jí)到第9級(jí)倍增極Dy6～Dy9的第2耳部也一樣。又，因可以減少?gòu)幕?突出的耳部，故可避免倍增極Dy1～Dy10的耳部之間相接近地配置，不存在耐壓的問(wèn)題。
通常，為了使第i級(jí)倍增極Dyi的二次電子面發(fā)射出的二次電子射入第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)的二次電子面的效率高的部分，配置成第(i+2)級(jí)倍增極Dy(i+2)進(jìn)入第i級(jí)倍增極Dyi的二次電子面和第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)的二次電子面之間的形式。本實(shí)施形式的光電倍增管1中，倍增極Dy1～Dy10以倍增極內(nèi)部空間路線橫穿管軸的形式配置成彎曲的排列，故配置在彎曲外側(cè)的倍增極之間的距離加大。因此，配置在彎曲外側(cè)的第(i+2)級(jí)倍增極Dy(i+2)不容易進(jìn)入第i級(jí)倍增極Dyi的二次電子面和第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)的二次電子面之間。但是，在本實(shí)施形式中，配置在彎曲外側(cè)的第2級(jí)、笫4級(jí)、第6級(jí)、第8級(jí)倍增極Dy2、Dy4、Dy6、Dy8的二次電子面是由斷面呈圓弧狀的曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8A，和與曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8A連成一面的平面部Dy2B、Dy4B、Dy6B、Dy8B形成的，故如圖1所示，配置成第(i+2)級(jí)倍增極Dy(i+2)進(jìn)入第i級(jí)倍增極Dy i的二次電子面和第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)的二次電子面之間。這樣，第(i+2)級(jí)倍增極Dy(i+2)的電位便貫穿第i級(jí)倍增極Dyi和第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)之間。于是，第i級(jí)倍增極Dyi的二次電子面發(fā)射出的二次電子便被第(i+2)級(jí)倍增極Dy(i+2)拉近，可射入第(i+1)級(jí)倍增極Dy(i+1)的二次電子面的效率高的部分。
這里，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的部分構(gòu)成，是因?yàn)橐捉邮涨耙患?jí)倍增極Dy2、Dy4發(fā)射的電子，而且使二次電子的發(fā)射方向稍朝向前一級(jí)倍增極Dy2、Dy4方向，使得二次電子相對(duì)于下一級(jí)倍增極Dy4、Dy6能獲得合適軌道的緣故。若第3級(jí)和第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的二次電子面為平面狀，則第3級(jí)及第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的電位向前一級(jí)倍增極Dy2、Dy4，和再前一級(jí)倍增極Dy1、Dy3之間貫穿過(guò)大，第1級(jí)及第3級(jí)倍增極Dy1、Dy3發(fā)射的電子被拉到第3級(jí)及第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的背面，難以入射到第2級(jí)和第4級(jí)倍增極Dy2、Dy4的二次電子面上。另外，從第2級(jí)及第4級(jí)倍增極Dy2、Dy4的二次電子面發(fā)射的電子被第5級(jí)及第7級(jí)倍增電極Dy5、Dy7的電位拉引，故不進(jìn)入下一級(jí)的第3級(jí)和第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的理想位置，或者跳過(guò)下一級(jí)倍增極面而入射到第5級(jí)和第7級(jí)倍增極Dy5、Dy7的背面。
將第3級(jí)和第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5的二次電子面的面積形成得比第2級(jí)、笫4級(jí)、第6級(jí)～第9級(jí)倍增極Dy2、Dy4、Dy6～Dy9的二次電子面的小，是因?yàn)橥ㄟ^(guò)減小配置在彎曲的排列內(nèi)側(cè)的第3級(jí)及第5級(jí)倍增極Dy3、Dy5，使得能以倍增極內(nèi)部空間路線橫穿管軸的形式將倍增極Dy1～Dy10配置成彎曲的排列的緣故。另一方面，其所以使配置在彎曲的排列內(nèi)側(cè)的第7級(jí)及第9級(jí)倍增極Dy7、Dy9的二次電子面具有和配置在彎曲的排列外側(cè)的第2級(jí)、第4級(jí)、第6級(jí)、第8級(jí)倍增極Dy2、Dy4、Dy6、Dy8的二次電子面具有相等的面積，是因?yàn)檫@樣可以緩和在位于較下級(jí)的倍增極Dy7、Dy9的二次電子面附近，電子的空間密度增大的程度的緣故。
如圖1所示，在包圍倍增極Dy1～Dy10的位置上設(shè)置有平行于光電面2A的遮光板6。遮光板6位于最終級(jí)附近的倍增極Dy7～Dy10和第1級(jí)倍增極Dy1之間，以防止電子碰撞最終級(jí)附近的倍增極Dy7～Dy10時(shí)產(chǎn)生的光和離子到達(dá)光電面2A。遮光板6與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線銷2B連接，便可實(shí)現(xiàn)規(guī)定的電位。
參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明實(shí)施形式的光電倍增管1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。光入射到光電面2A上時(shí)，發(fā)射光電子，通過(guò)聚焦電極3聚束之后送到笫1級(jí)倍增極Dy1。于是，第1級(jí)倍增極Dy1發(fā)射二次電子，依次將該電子送到第2級(jí)～第10級(jí)倍增極Dy2～Dy10，接連不斷地發(fā)射二次電子進(jìn)行級(jí)聯(lián)倍增。最后，收集到陽(yáng)極上，作為輸出信號(hào)從陽(yáng)極A取出。
本發(fā)明的光電倍增管不局限于上述實(shí)施形式，在權(quán)利要求范圍所述的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變形和改進(jìn)。例如，在上述實(shí)施形式中，第3級(jí)倍增極及第5級(jí)倍增極的二次電子面的斷面形成圓弧狀，但，也可和第2級(jí)、第4級(jí)、笫6級(jí)～第9級(jí)倍增極一樣，形成斷面呈圓弧狀的曲面部和與其連成一面的平面部的復(fù)合形狀，是與第2級(jí)、第4級(jí)、第6級(jí)～第9級(jí)倍增極相似的形狀，是設(shè)成將它們縮小了的形狀。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明可廣泛用于石油勘探等要求高耐振性的場(chǎng)合，和要求高脈沖(直)線性特性、要求高精度的光檢測(cè)的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種光電倍增管，它由以下部分構(gòu)成沿著管軸(X)延伸的管狀真空容器(2)；位于該管狀真空容器(2)的管軸方向端面，對(duì)入射的光進(jìn)行光電變換而發(fā)射電子的光電面(2A)；內(nèi)壁具有二次電子面，依次對(duì)該電子進(jìn)行倍增用的n級(jí)倍增極(Dy1～Dy10)；接受經(jīng)過(guò)該n級(jí)倍增極(Dy1～Dy10)倍增之后的電子用的陽(yáng)極(A)，這樣構(gòu)成的光電倍增管(1)的特征在于將初級(jí)倍增極(Dy1)與該光電面(2A)相向配置，假設(shè)i為2以上、(n-1)以下的整數(shù)時(shí)，第i級(jí)倍增極的該二次電子面與第(i-1)級(jí)和第(i+1)級(jí)倍增極的該二次電子面相向配置；第(n-2)級(jí)及第(n-1)級(jí)倍增極(Dy8、Dy9)使用和該第2級(jí)倍增極(Dy2)的形狀大致相同的倍增極，而且，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)使用比第2級(jí)倍增極(Dy2)小的倍增極，以形成于相互相向的倍增極之間的倍增極內(nèi)部空間路線橫穿該管軸(X)的方式，配列該n級(jí)倍增極(Dy1～Dy10)，陽(yáng)極(A)使用網(wǎng)眼狀陽(yáng)極，該網(wǎng)眼狀陽(yáng)極相對(duì)于管軸(X)來(lái)說(shuō)，設(shè)置在與第2級(jí)倍增極(Dy2)相反一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電倍增管，其特征在于，該第2級(jí)倍增極(Dy2)的二次電子面是由斷面呈圓弧狀的曲面(Dy2A)和與該曲面(Dy2A)連成一面的平面(Dy2B)構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電倍增管，其特征在于，第(n-3)級(jí)倍增極(Dy7)的形狀大致和該第二級(jí)倍增極(Dy2)一樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電倍增管，其特征在于，第(n-4)級(jí)倍增極(Dy6)的形狀大致和該第2級(jí)倍增極(Dy2)一樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電倍增管，其特征在于，第(n-4)級(jí)倍增極(Dy6)的形狀大致和該第2級(jí)倍增極(Dy2)一樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5所述的光電倍增管，其特征在于，該第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy 3、Dy5)的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的曲面(Dy 3A)形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子倍增管，其特征在于，該第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的曲面(Dy3A)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電倍增管，其特征在于，該第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)的二次電子面僅由斷面呈圓弧狀的曲面(Dy3A)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5所述的光電倍增管，其特征在于，該第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)的形狀和該第2級(jí)倍增極(Dy2)相似。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電倍增管，其特征在于，該第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)的形狀和該第2級(jí)倍增極(Dy2)相似。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電倍增管，其特征在于，該笫3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3、Dy5)的形狀和該第2級(jí)倍增極(Dy2)相似。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電倍增管，其特征在于，在第(n-3)級(jí)～n級(jí)倍增極(Dy7～Dy10)和第1級(jí)倍增極(Dy1)之間的位置上設(shè)置有遮光板(6)。
全文摘要
一種耐振性良好、脈沖(直)線性特性和時(shí)間響應(yīng)性高的光電倍增管，第4級(jí)及第6級(jí)～第9級(jí)倍增極(Dy4、Dy6～Dy9)使用和第2級(jí)倍增極(Dy2)的形狀基本相同的倍增極。另外，第3級(jí)及第5級(jí)倍增極(Dy3～Dy5)使用比第2級(jí)倍增極(Dy2)小的倍增極。以形成于相互相向的倍增極之間的倍增極內(nèi)部空間路線橫穿管軸(X)的方式排列10級(jí)的倍增極(Dy1～Dy10)。陽(yáng)極(A)使用網(wǎng)眼狀陽(yáng)極(A)，網(wǎng)眼狀陽(yáng)極(A)相對(duì)于管軸(X)來(lái)說(shuō)，配設(shè)在與第2級(jí)倍增極(Dy2)相反一側(cè)。
文檔編號(hào)H01J43/18GK1444770SQ01813418
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月27日
發(fā)明者木村末則, 古橋雅美, 石津智洋, 伊藤益保 申請(qǐng)人:濱松光子學(xué)株式會(huì)社