JPH056301B2 - - Google Patents

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JPH056301B2
JPH056301B2 JP59142478A JP14247884A JPH056301B2 JP H056301 B2 JPH056301 B2 JP H056301B2 JP 59142478 A JP59142478 A JP 59142478A JP 14247884 A JP14247884 A JP 14247884A JP H056301 B2 JPH056301 B2 JP H056301B2
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JP
Japan
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electron multiplier
plate
hole
electron
multiplier
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JP59142478A
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Eshaaru Jirubeeru
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Publication of JPH056301B2 publication Critical patent/JPH056301B2/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

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  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は有孔プレート型の２次電子放出を行う
平行配列のＮ個の電子増倍素子１１を具える電子
増倍装置に関するものである。
従来の技術 この種電子増倍装置は、例えば、フランス国特
許第2299722号明細書から既知である。
この明細書には、凹状壁を有する２個の有孔デ
ミ・プレートにより形成された２次電子放出を行
う電子増倍素子の積層体から成り、前記有孔デ
ミ・プレートを組合せる際に各有孔デミ・プレー
トの関連する孔が単一の樽形孔を形成するように
した電子増倍管が記載されている。前記樽形状孔
の壁を２次電子放出材料層で被覆し、各単一樽形
状孔の有効部分を孔の下側半部により形成する。
このような電子増倍素子の構造によれば、僅かな
スペースに例えば円筒状の幅広ビーム形態で有孔
デミ・プレートに入射する入射電子の増倍作用を
可能とし、且つ電子収束光学系を用いる必要がな
い等の利点がある。又、小ピツチの循環構造のた
め増強画像を形成するに好適である。
従来技術の欠点 しかし、この種の電子増倍素子は、一定数の入
射電子が２次電子増倍を行うことなく直接増倍孔
の中心を通過するため２次電子放出を行わず、し
かもその他の入射電子も増倍素子の２次電子放出
を行わない個所、例えば２個の樽形状孔の間或い
は樽形状孔の有効部分以外の個所に到達する欠点
がある。
発明の目的 本発明の目的は、増倍素子の電子捕獲効率を増
加させることにより前記欠点を軽減せしめること
にある。
本発明装置の特徴は特許請求の範囲に記載の如
くである。
発明の効果 本発明では入力開口がほぼ接線方向であり、且
つ増倍孔が開放セミ・バレル形構造であるため、
第１プレートは入射電子に対し、既知の開口プレ
ートの有効増倍表面より極めて大きな有効増倍表
面を有する。さらに増倍孔の出力開口とほぼ同一
形状である補助孔を有する第２プレートは加速電
極として作用する。
前記増倍孔の入力開口及び出力開口は円形と
し、規則正しい平坦パターンを正方形状或いは六
角形状に組立てる。この場合この平坦パターンに
は第１プレートの有効増倍表面を増大する利点が
ある。さらに有効増倍領域を増大させるために、
第１プレートの増倍孔の入力開口をほぼ正方形或
いは六角形とし、前記規則正しい平坦パターンを
正方形状或いは六角形状とする。
また、第１プレートの増倍孔の出力開口を、第
１プレートの入力開口に対し適宜ずらせて、前記
増倍孔が非対称となるようにすることで有効増倍
表面を確保する。非対称増倍孔の配置による利点
は、有効増倍部分の増倍孔の出力開口に対する空
間的位置決めにより２次電子の通路をその好適な
方向に向け得ることにある。
本発明においては、ｉ番目の電子増倍素子の第
２プレートの第２表面とｉ＋１番目の電子増倍素
子の第１プレートの第１表面との間の距離を、同
一の増倍素子の前記第１プレートと第２プレート
との間の距離より大きくし、ｉ番目の増倍素子の
第２プレートをｉ＋１番目の増倍素子の第１プレ
ートの電位に等しい電位とする。この電子増倍素
子が比較的広く離間されたパターンによれば、１
個の電子増倍素子と次の電子増倍素子との間で良
好な電子捕獲を行ない得る利点がある。
本発明の電子増倍装置の特殊な例では、ｉ＋１
番目の電子増倍素子の増倍孔及び補助孔をｉ番目
の増倍素子の増倍孔及び補助孔に対向して配置し
て、Ｎ個の増倍素子の関連する増倍孔及び補助孔
によりＮ個の増倍素子の表面に対し直角を成す方
向に直線状チヤンネルを形成し得るようにする。
この装置をイメージ増強型の管に使用する場合に
は、画像を増強させる構造とし得る利点がある。
その理由は、装置のチヤンネルから放出される２
次電子が原理的にチヤンネル内に侵入した入射電
子の増倍によつてのみ発生するからである。
逆に、増倍回路が対称的である場合の孔の構造
の可能性を切り捨てれば、本発明の装置の利得を
所望のとおりにさらに増大させることができる。
このためにｉ番目の電子増倍素子の増倍孔及び補
助孔に対しｉ＋１番目の電子増倍素子の増倍孔及
び補助孔を適宜ずらせて、Ｎ個の増倍素子の関連
する増倍孔及び補助孔によつてＮ個の増倍素子の
表面の法線に対し鋭角を成す方向に直線状チヤン
ネルを形成する。特に増倍孔を５点スポツトによ
りダイス型で設けた構造とする場合には、本発明
による電子増倍装置の組立てを極めて良好とす
る。非対称孔を有する電子増倍素子を具える装置
は、画像形成の可能性と良好な電子捕獲効率とを
同時に得ることができる。本発明の電子増倍装置
を光電子増倍管に設ける場合には、前記直線状チ
ヤンネルを経て光電陰極に光やイオンがもどるの
を防止するため、ｉ番目の電子増倍素子の増倍孔
及び補助孔に対してｉ＋１番目の増倍素子の増倍
孔及び補助孔を適宜ずらせて、Ｎ個の電子増倍素
子の関連する増倍孔及び２次電子放出孔によつて
螺旋状チヤンネルを形成することを考慮する。
本発明による電子増倍装置は、光電陰極及び少
なくとも１つの陰極を有する光電子増倍管に特に
有利に使用できる。この応用例において、電子増
倍装置を光電陰極及び陽極管に配置し、且つ少な
くとも既知のダイノードと部分的に交換する。こ
の光電子増倍管は広い捕獲領域、良好な直線性、
速度及び小スペース等の多くの利点がある。
本発明の光電子増倍装置を光電子増倍管に応用
する特別な応用例では、特に、隣接するｎ個の陽
極を具え、前記電子増倍装置を光電陰極に近接し
て配置すると共に２個の連続する陽極の分離区域
に対向して位置する耐電子隔壁によりｎ個の２次
電子増倍装置に分割してｎ個の２次電子増倍管を
同一の光電子増倍管内に形成するようにしたこと
を特徴とする。これがため、各２次光電子増倍装
置は、関連する光電陰極電子に入射した光情報に
比例した電気信号を出力側に発生させることがで
きる。この光電子増倍管は、例えば電子核の位置
測定に好適である。
実施例 図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は、２次電子放出を行なう「有孔プレー
ト」形の電子増倍素子１１の断面図を示す。第１
図に示すように、前記増倍素子は、増倍孔と称さ
れ、規則的な平坦パターンに従つて組立てられる
孔１３を有する第１プレート１２から構成され
る。各増倍孔１３は、入力開口と称される開口１
５を第１プレート１２の第１表面１４により画成
し、且つ出力開口と称される開口１６を第１プレ
ート１２の第２表面１７により画成し、且つ入力
開口５は出力開口１６より大きくし、また各増倍
孔の入力開口１５を前記増倍素子の隣接する入力
開口はほぼ接触させるようにする。又、増倍素子
１１は第１プレート１２と平行で且つ補助孔と称
される孔２３をも有する第２プレート２２を具
え、第２プレート２２の第１表面２４に形成した
補助孔２３の開口２５は第１プレート１２の第２
表面１７に対向して配置し、増倍孔１３の出力開
口１６にほぼ等しくし、且つ第２プレート２２の
第２表面２７に画成される前記補助孔２３の開口
２６よりも小さくする。さらに第１図に示すよう
に、前記第１プレート及び第２プレート２２を互
いに電気的に絶縁し、第２プレート２２を第１プ
レート１２電位V0よりも高い電位V1に保持し得
るようにする。
少なくとも第１プレート１２は、２次電子放出
を生じ得る材料、例えば既知の処理、即ちベリリ
ウムの熱移動及び参加処理を施した銅・ベリリウ
ム合金から製造する。また、この第１プレート１
２は、左程高価でない材料、例えば軟鋼に２次電
子放出材料、即ち酸化銅・ベリリウム合金層或い
は酸化マグネシウム層を被覆しても造ることがで
きる。既知の「有孔プレート」形電子増倍管と比
較するに、本発明の増倍素子は第１プレート１２
の第１表面の側に電子６０が入射するに充分な広
さの電子捕獲兼増倍面を設けることができる。２
枚のプレート１２と２２との電気的相互絶縁はこ
れらプレートの周縁間に介挿された直径が100μ
ｍ乃至200μｍの小さなガラス球７０により行う。
第１プレート１２の電位より高い電位を有する第
２プレート２２により加速電極の部分を構成す
る。第２図は第１図の増倍素子１１の第１プレー
ト１２の平面図である。この第２図に示すよう
に、増倍孔１３の入力開口１５及び出力開口１６
は円形とすると共にその規則正しいパターンを正
方形状とする。第３図には、第２図に示した第１
プレートの有効な増倍表面を拡大し得るようにし
たプレートの第１の変更例を示す。第３図に示す
ように第１プレート１２の増倍孔１３の入力開口
１５及び出力開口１６は円形とすると共にその規
則正しい平坦なパターンを六角形状とする。
第１プレートの電子捕獲兼増倍効率を更に大き
くする必要がある場合には、第４図及び第５図に
示すように、第１プレート１２の増倍孔１３の入
力開口１５を夫々ほぼ正方形状及び六角形状と
し、前記規則正しい平坦なパターンを夫々正方形
状及び六角形状とする。
本発明に用いる増倍素子の第３の変更例を第５
図及び第６図に示す。この変更例では、第１プレ
ート１２の増倍孔１３の出力開口１６をその入力
開口１５に対してずらせて前記増倍孔１３は非対
称となるようにする。かかる増倍素子は適切にず
らせたマークを介して第１金属プレートの２表面
に化学的エツチングを施すことにより製造するこ
とができる。
第７図は、第１図に示す増倍素子と同様の増倍
素子をＮ個（本例ではＮ＝３）平行に積重ねた電
子増倍装置の断面図である。第７図に示すよう
に、ｉ番目の増倍素子の第２プレート２２の第２
表面２７と、（ｉ＋１）番目の増倍素子の第１プ
レート１２の第１表面１４との間の距離Ｄは同一
の増倍素子の第１プレート１２及び第２プレート
２２間の距離ｄより大きくする。又、ｉ番目の増
倍素子の第２プレート２２の電位V1iは（ｉ＋
１）番目の増倍素子の第１プレート１２の電位
V0i（ｉ＋１）と同一とする。本発明による電子
増倍装置の電子捕獲効率は、各増倍素子の良好な
捕獲効率のため、且つまた連続する２個の増倍素
子間のスペース効果のために既知の装置の捕獲効
率よりも良好である。
増倍素子は各プレートの周囲に設けたスペース
部材２９により相互に距離Ｄの間隔に保持する。
第７図の変更例においては、（ｉ＋１）番目の
増倍素子の増倍孔１３及び補助孔２３をｉ番目の
増倍素子の増倍孔及び補助孔に対向して夫々適宜
配設して、Ｎ個の増倍素子の対応する増倍孔及び
補助孔によつてＮ個の増倍素子の表面に対し垂直
な方向３０に直線状にチヤンネルを形成し得るよ
うにする。本発明のこの変更例には、入射電子６
０の増倍作用により発生して、装置の１個のチヤ
ンネルから到来する２次電子が同一チヤンネルに
導入されるためイメージ増強型増倍管に使用でき
るとうい利点がある。
第８図は、第７図に示す増倍装置の変更例の断
面図であり、本例では（ｉ＋１）番目の増倍素子
の増倍孔１３及び補助孔２３をｉ番目の増倍素子
の増倍孔及び補助孔に対して適宜ずらせて、Ｎ個
の増倍素子の関連する増倍孔及び補助孔によりＮ
個の増倍素子の表面の法線３０に対し鋭角を成す
方向３０に直線状のチヤンネルを形成し得るよう
にする。この例によれば増倍装置の利得を増大さ
せることができる。その理由は、増倍素子の増倍
孔の中心を増倍されることなく通過した入射電子
が第７図の例には示されていない次の増倍素子に
より増大されるからである。しかし、逆に第８図
に示す増倍装置は、画像の形成に使用できない。
その理由は、ｉ番目の増倍素子の所定の増倍孔と
Ｎ番目及び最後の増倍素子の増倍孔とが明らかに
一致しないからである。
しかし、第６図に示されるような非対称の増倍
孔を有する増倍素子を使用することにより電子捕
獲効率を良好とし、且つ画像を形成することがで
きる。かかる例の増倍装置を第９図に示す。さら
に、増倍素子の数Ｎが大きな場合に、入力画像と
出力画像との間の変化が大きくなり、従つてこの
変化を防止するためには、第１０図に示すように
（ｉ＋１）番目の増倍素子の非対称増倍孔に対し
てヘツド・テイル（head−tail）配置に構成す
る。
また、本発明の電子増倍装置により光電子増強
管の一部を形成する場合には、前記直線状の孔を
経てイオン或いは光が光電陰極に入射するのを防
止するために、第１１ａ図に示すようにｉ番目の
増倍素子の増倍孔及び補助孔に対して（ｉ＋１）
番目の増倍素子の増倍孔１３及び補助孔２３を適
宜ずらせてＮ個の増倍素子の増倍孔及び関連する
２次電子放出孔が螺旋状のチヤンネルを形成し得
るようにする。
Ｎ個の増倍素子の軸（ｘ、ｙ）は互いに平行と
するが、基準の増倍孔２３の中心７０は所定の円
７１の円周上に規則正しく分布されるようにす
る。２個の連続する孔２３の中心７０が円７１の
中心７２に対し成す角度を所定の角度αとし、こ
の角度αはＮ個の増倍素子の全部に対し同様とす
る。第１１ｂ図は円８０で示される有効部分を有
する三角形状増倍素子のプレートの平面図であ
る。このプレートには、電気接続パツド８１を設
けると共に３個の孔８２を打抜きこれら孔により
増倍素子のプレートを孔８２を貫通する小さな柱
状部材により組立てるようにする。この螺旋状の
変形は軸（ｘ、ｙ）の原点を決めた後、中心区域
８０の増倍孔或いは補助孔に突出する接続円板に
より３個の孔８２の位置を逆方向にずらせること
によつて行う。
本発明の電子増倍装置は特に光電子増倍管に適
用するのが有効である。
第１２図に示すように、光電子増倍管は光電子
陰極４１及び陽極４２を具える 本発明の電子増倍装置４０は光電陰極４１及び
陽極４２間に位置させ、電子増倍装置内の増倍孔
の入力開口１５を光電陰極４１に向けるようにす
る。第１２図の例において、光電子増倍管の第１
ダイノード４３も寸法を大きくし、従つて、捕獲
効率を大きくし、同様に直線性を良好にし、速度
を早く且つ占積率を小さくすることができる。
第１３図は本発明増倍装置をｎ個の隣接する陽
極４２に適用した他の例の断面図である。この例
においては、増倍装置は光電陰極４１に近接して
配置すると共に２個の連続する陽極４２の分離区
域５１に対向して設けられた耐電子柱状体５０に
よりｎ個の２次電子増倍装置に分布させて、ｎ個
の２次電子増倍管を同一の光電子増倍管に形成す
るようにする。第１３図に示す型の光電子増倍管
は、検出すべき素粒子の正確な位置測定が可能と
なるため、核物理学への適用に良好である。
仕切り部材（柱状体）５０は金属プレートをマ
スキング及びフオトエツチングすることにより既
知の手段で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に用いる電子増倍素子の１例
を示す断面図、第２図は、第１図に示す電子増倍
素子の第１プレートを示す平面図、第３図は、本
発明に用いる電子増倍素子の第１プレートの第１
変形例を示す平面図、第４図は、本発明に用いる
電子増倍素子の第１プレートの第２変形例を示す
平面図、第５図は、本発明に用いる電子増倍素子
の第１プレートの第３変形例を示す平面図、第６
図は、第４図に示す電子増倍素子の−線上の
断面図或いは第５図に示す電子増倍素子の−
線上の断面図、第７図は、第１図の電子増倍素子
と同様の電子増倍素子から成る本発明電子増倍装
置を示す断面図、第８図は、第７図に示される電
子増倍装置の変形例を示す断面図、第９図は、第
６図の電子増倍素子と同様の電子増倍素子から成
る本発明電子増倍装置を示す断面図、第１０図
は、第９図に示される電子増倍装置の変形例を示
す断面図、第１１ａ図は、電子増倍素子を螺旋状
に組立てて構成する本発明電子増倍装置の原理的
な構成を示す説明図、第１１ｂ図は、第１１ａ図
に示した原理的な構成を適用するのに好適な電子
増倍素子の形状を示す平面図、第１２図は、本発
明光電子増倍装置を用いる光電子増倍管の構成を
示す断面図、第１３図は、本発明電子増倍装置に
より製造される２次光電子増倍器より成る光電子
増倍管の構成を示す断面図である。 １１……電子増倍素子、１２……第１プレー
ト、１３……増倍孔、１４……第１プレートの第
１表面、１５……増倍孔の入力開口、１６……増
倍孔の出力開口、１７……第１プレートの第２表
面、２２……第２プレート、２３……補助孔、２
４……第２プレートの第１表面、２５……第２プ
レートの入力開口、２６……第２プレートの出力
開口、２７……第２プレートの第２表面、３０…
…増倍素子表面に直角な方向、３１……直線状チ
ヤンネル方向、４０……電子増倍装置、４１……
光電陰極、４２……陽極、４３……第１ダイノー
ド、５０……柱状体、５１……分離区域、７０…
…ガラス球、７１……円、７２……円の中心、８
０……中心区域、８１……接続パツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 有孔プレート型の２次電子放出を行う平行配
    列のＮ個の電子増倍素子１１を具える電子増倍装
    置において、 各電子増倍素子１１は規則正しい平坦パターン
    に配設された電子増倍孔１３を有する第１プレー
    ト１２を具え、各電子増倍孔１３によつて前記第
    １プレート１２の第１表面１４に入力開口１５を
    画成するとともに前記第１プレート１２の第２表
    面１７に前記入力開口１５よりも小さい出力開口
    １６を画成し、 各電子増倍素子１１は前記第１プレート１２に
    平行な第２プレート２２を具え、 この第２プレート２２は補助孔２３を有し、該
    補助孔２３は、前記第１プレート１２の第２表面
    １７に対向している第２プレート２２の第１表面
    ２４上に第１開口２５を画成し、かつ第２プレー
    ト２２の第２表面２７上に第２開口２６を画成し
    ており、ここにおいて、第１開口２５は、前記電
    子増倍孔１３の出力開口１６にほぼ等しくし、か
    つ第２開口２６よりも小とし、 各電子増倍孔１３の各入力開口１５の縁部は前
    記電子増倍孔に最も隣接する入力開口の縁部に接
    触またはほぼ接触させ、 各電子増倍素子の第１プレート１２および第２
    プレート２２は相互に電気的に絶縁し、 前記ｉ番目の電子増倍素子の第２プレート２２
    の第２表面２７および（ｉ＋１）番目の電子増倍
    素子の第１プレート１２の第１表面１４間の距離
    (D)を、同一の電子増倍素子１１の第１プレート１
    ２および第２プレート２２を分離する離間間隔(d)
    よりも大きくし、 ｉが前記１次電子の入力表面からの前記積層体
    の電子増倍素子１１が占める行を示すものとし、
    装置がｉ番目の値の全部（ただしｉ＝１〜Ｎ−
    １）に対し、ｉ番目の電子増倍素子の第２プレー
    ト２２を前記ｉ番目の電子増倍素子の第１プレー
    ト１２の電位（V0i）よりも高い電位V1iとする
    手段を設け、この電位V1iを、（ｉ＋１）番目の
    電子増倍素子の第１プレート１２の電位V0（ｉ＋
    １）に等しくなるようにしたことを特徴とする電
    子増倍装置。 ２ 前記（ｉ＋１）番目の電子増倍素子の電子増
    倍孔１３および補助孔２３をｉ番目の電子増倍素
    子の電子増倍孔および補助孔に対し適宜定めて、
    Ｎ個の電子増倍素子の関連する電子増倍孔および
    補助孔が直線状チヤネルを構成し、その方向３０
    がＮ個の電子増倍素子の表面に対し直角を成すよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の電子増倍装置。 ３ 前記（ｉ＋１）番目の電子増倍素子の電子増
    倍孔１３および補助孔２３をｉ番目の電子増倍素
    子の電子増倍孔および補助孔に対し適宜ずらせ
    て、Ｎ個の電子増倍素子の関連する電子増倍孔お
    よび補助孔が直線状チヤネルを構成し、その方向
    ３１がＮ個の電子増倍素子の表面の法線３０に対
    し鋭角を成すようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項に記載の電子増倍装置。 ４ （ｉ＋１）番目の電子増倍素子の非対称電子
    増倍孔１３を、ｉ番目の電子増倍素子の非対称電
    子増倍孔に対し、逆向き（ヘツドテイル構体状）
    に配置するようにしたことを特徴とする特許請求
    の範囲第４項に記載の電子増倍装置。 ５ ｉ番目の電子増倍素子の電子増倍孔および補
    助孔に対して（ｉ＋１）番目の電子増倍素子の電
    子増倍孔１３および補助孔２３を適宜ずらせて、
    Ｎ個の電子増倍素子の関連する電子増倍孔および
    補助孔によつて螺旋状チヤネルを形成するように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の電子増倍装置。
JP59142478A 1983-07-11 1984-07-11 電子増倍装置 Granted JPS6039752A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8311514 1983-07-11
FR8311514A FR2549288B1 (fr) 1983-07-11 1983-07-11 Element multiplicateur d'electrons, dispositif multiplicateur d'electrons comportant cet element multiplicateur et application a un tube photomultiplicateur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6039752A JPS6039752A (ja) 1985-03-01
JPH056301B2 true JPH056301B2 (ja) 1993-01-26

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ID=9290707

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59142478A Granted JPS6039752A (ja) 1983-07-11 1984-07-11 電子増倍装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4649314A (ja)
EP (1) EP0131339B1 (ja)
JP (1) JPS6039752A (ja)
CA (1) CA1223029A (ja)
DE (1) DE3471820D1 (ja)
FR (1) FR2549288B1 (ja)

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