JP3620925B2

JP3620925B2 - 光電子増倍管

Info

Publication number: JP3620925B2
Application number: JP15847096A
Authority: JP
Inventors: 英浩久米; 末則木村
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: JPH1012185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光電子増倍管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微弱光等を計測する光センサとしては、いわゆるヘッドオン型光電子増倍管が従来から広く用いられている。ヘッドオン型光電子増倍管は、円筒形の真空容器の一端を受光面板としている。このようなヘッドオン型光電子増倍管の真空容器はガラス管からなるものが一般的であるが、近年、特開平６−３１００８４号公報等に開示されているように、円筒形状の金属側管と、その一端に内向きフランジの内面に接合された受光面板とから構成されたものが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、金属側管からなる真空容器においては、金属側管の内向きフランジによって受光面の面積が、同じ管径を有するガラス管からなるものに比して狭められているので、検出対象である被検出光の受光効率が劣化する。
【０００４】
そこで本発明は、真空容器が金属側管からなる光電子増倍管であって、受光効率が劣化しないものを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光電子増倍管によれば、円筒形の金属側管の一端に形成されたフランジの内面に、光電面を有する受光面板が接合された真空容器と、真空容器の受光面板側端部と接合され、入射光を受光面板の中心側に偏向させる平凸レンズとを備えた光電子増倍管であって、受光面板の外面には、フランジの内周縁によって画定される空間と実質的に同形の凸部が一体的に形成されていることを特徴とする。本発明の構成では、平凸レンズが真空容器の受光面板側端部と接合していることから、受光面板に入射する被検出光は受光面板の中央寄りに偏向される。また、受光面板外面に凸部を設けることで、平凸レンズ及び真空容器は間隙なく接合し、それらの接合面では多重反射による光の減衰はほとんどない。したがって、光電面は被検出光を効率良く受光する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の光電子増倍管に係る一実施形態を図面を参照して説明する。また、本明細書で使用する「上」、「下」という語は図面と対応させて用いることとする。
【０００７】
図１及び図２はそれぞれ本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示した側断面図及び上面図である。図示の光電子増倍管はいわゆるヘッドオン型であり、円筒形の真空容器を有している。
【０００８】
真空容器は円筒形状の金属側管３と、金属側管３の一端に形成された内向きのフランジＦの内面に気密に接合された例えばＵＶガラスからなる受光面板１と、金属側管３の他端に設けられ、基台部を構成する円形のステム４とから構成されている。受光面板１の内面には光電面２が形成されている。
【０００９】
真空容器内部には、光電面２側から収束電極６、二次元状に配列された電子増倍孔８を有する平板により複数段に積層して電子増倍部５を形成するダイノード７、９、及びアノード１０が順次配設して構成されている。ダイノード７、９及びアノード１０の外周部には接続端子２０が突設され、ステムピン１１の一端と接続されており、その他端はステム４を貫通して外部に延びている。
【００１０】
本実施形態による光電子増倍管は、さらに、平凸レンズ、好ましくは半球状レンズ３０が真空容器の上端面に接合されている。半球状レンズ３０の下面の直径は真空容器の上端面の直径と実質的に等しくされている。また、その下面は特別平坦に加工されている。ところで、この半球状レンズ３０は、後述するように受光面板１の有効受光面積を広げるためのものであるが、そのためには半球状レンズ３０を真空容器と同軸に配置させるのが好ましい。ところが、半球状レンズ３０を上記のように配置させても、受光面板１の外面及び半球状レンズ３０の下面が平坦であるとき、両者の間に生じた空隙によって被検出光は多重反射を受けて減衰されるので、その効果は相殺される。そこで本実施形態では、受光面板１の外面に、円柱形状の凸部３１を一体形成させることによって、両者の間の間隙をなくすようにしている。
【００１１】
より詳細に述べるならば、凸部３１の外径は金属側管３のフランジＦの内径と実質的に等しくされている。凸部３１を形成するためには、受光面板１を金属側管３のフランジＦに接合するときに、図３に示されるような熱融着を行う。まず、直径が金属側管３の直径より小さく、フランジＦの内径より大きい円筒形の凹部３２を有するカーボン製の台Ｓを備えた電気炉（図示せず）を用意する。つぎに、金属側管３のフランジＦを下に向けて、フランジＦの内面に受光面板１を載せる。この状態でもって、フランジＦ及び受光面板１によって形成された凹部３３が台Ｓの凹部３２と対向するように、金属側管３を台Ｓの上に配置させる（図３（ａ）参照）。その後、電気炉によって受光面板１と金属側管３を８５０℃、１時間で加熱すると、受光面板１がフランジＦの面位置程度まで溶け落ちることにより、凸部３１が一体的に形成される（図３（ｂ）参照）。このとき、凸部３１がフランジＦの面位置を超えた高さを有して形成されていても、台Ｓと接触することはないので、台Ｓのカーボンによって汚染されることはない。
【００１２】
このようにして形成された凸部３１を有する受光面板１に半球状レンズ３０を上記のように接合させると、両者が密着して接合される。また、半球状レンズ３０をフランジＦ及び受光面板１の外面と密着させるようにするには、凸部３１の高さはフランジＦの肉厚と実質的に同一とされているのが好適である。
【００１３】
実際の製造においては、凸部３１の高さはフランジＦの面位置を基準にして若干ばらついてしまう。このばらつきによる両者の間隙を埋めるために、半球状レンズ３０と屈折率が等しいオプティカルセメントやシリコンゴム等の光学的接着剤によって、それらを接着させるのが好ましい。この場合、光学的接着剤が受光面板１と半球状レンズ３０との間に介在するので、光学的効率が向上するからである。
【００１４】
なお、半球状レンズ３０の下面及び凸部３１の端面は平坦に研磨加工されることがより好ましい。これによって、半球状レンズ３０及び受光面板１の接合面で被検出光の反射・散乱といった光拡散が生じたりするのを防止するからである。
【００１５】
以上のように構成された光電子増倍管に、被検出光が図１の矢印で示されるように入射するとき、たとえフランジＦの直上方からのものであっても、半球状レンズ３０によって偏向を受けて受光面板１中央に向かう。このため、受光面板１の有効受光面積が増大する。また、この光電子増倍管では、半球状レンズ３０及び受光面板１の間の空隙がないので、受光効率の高い被検出光が多重反射による減衰を受けることなく、光電面２に受容される。このような被検出光を光電面２が受容すると、光電効果により真空中に光電子が従来より多く放出される。この光電子が電子増倍部５を用いて二次電子増倍された後に結果として生じた二次電子群も従来より多くアノード１０に集められるので、ステムピン１１から外部に出力される電気信号も大きい。したがって、本実施形態の光電子増倍管では、従来に比べて高い感度が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の光電子増倍管によれば、平凸レンズを代表する半球状レンズが真空容器の受光面板側と接合していることから、受光面板に入射する被検出光をその中央寄りに偏向させるので、光電面の受光効率が増大する。また、受光面板の外面には凸部が形成されているので、半球状レンズとの接合面には間隙は生じない。このため、被検出光は接合面で反射・散乱を受けることはないので、光電面に受容される被検出光は減衰されない。したがって、この光電子増倍管は従来に比べて高い感度を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示した側断面図である。
【図２】図１に示した光電子増倍管のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る光電子増倍管の受光面板に凸部を形成する工程を順に示した断面図である。
【符号の説明】
１…受光面板、２…光電面、３…金属側管、Ｆ…フランジ、４…ステム、５…電子増倍部、６…収束電極、７、９…ダイノード、１０…アノード、１１…ステムピン、１２…ハーメチックガラス、２０…接続端子、３０…半球状レンズ、３１…凸部、３２、３３…凹部、Ｓ…台。

Claims

円筒形の金属側管の一端に形成されたフランジの内面に、光電面を有する受光面板が接合された真空容器と、
前記真空容器の受光面板側端部と接合され、入射光を前記受光面板の中心側に偏向させる平凸レンズと、
を備えた光電子増倍管であって、
前記受光面板の外面には、前記フランジの内周縁によって画定される空間と実質的に同形の凸部が一体的に形成されていることを特徴とする光電子増倍管。