JPS5848770Y2 - マイクロチヤンネル板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、チャンネル内面が二次電子を放射する材料で
被覆されるマイクロチャンネル板に関するものである。

薄い平らな平行板の形状にて内部電子放射を有するマイ
クロチャンネル板は既知で゛ある。

このチャンネルは、通常圧に平行であり、マイクロチャ
ンネル板の主表面すなわち端面（図面では参照数字１１
及び１２で表わされ、それらの表面はチャンネル方向に
垂直である。

）を互に接続している。結合したマイクロチャンネルの
表面積は、それらの端面において、例えば、全表面積の
６７％に達する。

そして一方残りの３３％はチャンネル壁によって南めら
れる。

例えば、マイクロチャンネル板の形状の増強素子が用い
られる光電気装置において、光電陰極によって放射され
る一次電子の一部がチャンネル板の入力においてチャン
ネルの壁の端面に衡突する。

これらの電子は二次電子の形成が起こるのに十分なエネ
ルギーを有する。

これらの二次電子の端面から離れる好ましい配向、つま
り大抵の電子がチャンネル板から放射される方向は、前
記の表面すなわち端面に垂直である。

それ故、像増強管に対し寄与しない電子、すなわち前記
の方向において消滅する電子が多数ある。

その結果、像増強管の増強要因を減少する。

本考案の目的は、チャンネル壁のために既知のマイクロ
チャンネル板の入力上にて失われる電子を少くとも一部
回収することである。

これらの回収した電子は増強（インテンシファイイング
）に貢献することができる。

この目的のため、ガラスの構造が修正すなわち変形され
る時現われるフィールド効果に基づいて生ずる寄生信号
が現われないようにするために、容積と表面との両方に
ついて、ガラス構造の同質性に悪影響を及ぼさずに、し
かしこの領域におけるこのガラス構造を一様化すること
によって、マイクロチャンネル板の入力上のチャンネル
壁の大きさ寸法が修正される。

つまり、各チャンネルには、チャンネル板構造を破壊さ
せずにがっ鋭いへり等を持たずに、じようご形の入口部
を設ける。

本考案は、マイクロチャンネル板の出力上にてチャンネ
ルからの二次電子に対応するライトスポットが常に実質
的に広げられるという事実の認識に基礎を置く。

前記の広がりは、例えば、１５チヤンネルの横寸法に相
当する。

それ故、マイクロチャンネル板の入力側における関連す
るチャンネルの壁との衡突によって生ずる二次電子が、
もし隣接するチャンネルによって、傾斜した運動方向に
基づいて、途中で捕えられるならば、前記の二次電子は
、その横寸法に関する限りでは、考慮される最初のライ
■・スポットに関し非常に僅かしか変化しない出力上に
ライトスポットを生ずるだろう。

すなわち、チャンネル板の入口表面から反射されてくる
電子が、このチャンネル板の他の位置に再び入いり、そ
の位置の変化が、チャンネルのじようご形の入口によっ
て大部分減らされる。

前記の遮断、すなわち途中で捕えることを刺激すること
によって、電子増強（エレクトロニツクインテンシファ
イイング）の有効性が、分解能すなわち解像度（レゾリ
ュージョン）の実質的減少なしに、高められるだろう。

つまり、より多くの電子が、すべてじようご形により、
受入れられかつ局部的の変化がほとんど起こらない。

本考案によれば、これは、マイクロチャンネル板の入力
側におけるチャンネル壁の端部を丸めることによって実
現される。

つまりマイクロチャンネル板のチャンネル壁をその長さ
方向の断面でみたとき、マイクロチャンネル板の入力側
におけるチャンネル壁の端部が円弧状に形成される。

その結果、前記の端部における垂直方向はチャンネルの
入力表面に関し傾斜した方向に相当する。

すなわち、さらに、前記入力表面にて垂直に配向する一
次電子が傾斜した方向に従って壁の丸められた端部に入
射する。

つまり、ここでは、入口表面のうちのほんの極く僅かな
部分（それはチャンネル壁端部である）が、チャンネル
方向に垂直に向けられ、かくして電子の入いる方向に垂
直であるという事実だけである。

殆んど全部の入口表面が、チャンネル端部のじようご形
により斜めに傾いている。

前記の特性の重要性は二重になる。

すなわち、一方においては、一次電子の垂直の衝突の場
合に二次電子放射がかくして最も強くなり、かくして形
成された二次電子が、入力表面に対し傾斜した方向に基
づいて隣接するチャンネルによって容易に途中で捕えら
れる。

すなわち、じょうごによって殆んどどの電子もその壁に
垂直に入射せず、かくしてその反射が減少する。

しかして他方においては、二次電子の放射程度がチャン
ネル壁における一次電子の余り傾斜していない入射方向
によって増加される。

本考案は種々の応用に対して、一次電子の検出用の代り
に、紫外線電磁放射、Ｘ線放射、ガイマー放射またはア
ルファー粒子のような粒子放射、またはイオン等の直接
検出用に前記のマイクロチャンネル板が用いられる時同
じ利点を提供する。

チャンネル端部を丸くしたマイクロチャンネル板のすべ
ての実施例において、マイクロチャンネル板の入力上に
おいて途中で捕えることを高めかつ検出の有効性を増す
ことが可能である。

つまり、じょうごによって、より多くの電子が受入れら
れ、又出力信号を生じる。

なお、本考案において前記マイクのチャンネルの端部に
対し所望の丸い形状を与えるには、例えば、ガラスの軟
化温度に近い温度までマイクロチャンネル板が加熱され
、その後マイクロチャンネル板の入力表面が高出力のエ
ネルギーを担持する電子ビームによる比較的短時間の衝
撃によって加熱される。

すなわち、入力面におけるチャンネルの入力端部を丸く
したマイクロチャンネル板を製造するには、このガラス
マイクロチャンネル板の入力面をこのガラスの軟化温度
に近いがそれよりは低い温度まで加熱し、なおこの高温
にあるとき、放射を途中で捕えるのを増強するためマイ
クロチャンネル板のチャンネル壁の入力端部を丸くする
のに十分な時間１００〜２００Ｗ／ｃｍ２のエネルギー
を担持するビームによって、この加熱されたマイクロチ
ャンネル板の入力面を衝撃する。

これは、１９６９年１１月〜１２月に発行された雑誌ガ
ラスおよび耐火物第２３巻、第６号、第６９３〜６９７
頁に記載されているガラスを研磨する公知の方法の改良
を意味する。

本考案によれば、述べられたこの種のマイクロチャンネ
ル板は、それぞれのチャンネルの壁の端部が丸くされて
いることを特徴とする。

つまり、本考案は、チャンネルの内壁面が二次電子を放
射する材料で被覆されるマイクロチャンネル板において
、マイクロチャンネル板のチャンネル壁をその長さ方向
の断面でみたとき、マイクロチャンネル板の入力端にお
けるチャンネル壁の端部が円弧状に形成されていること
を特徴とする。

本考案はまた、像増強管、光電子増倍管、または粒子検
出装置にそのようなマイクロチャンネル板を用いること
に関するものである。

以下図面について本考案による多数の好ましい実施例を
詳細に説明する。

第１図に示す既知のチャンネル板は、チャンネル壁１３
，１４．１５および１６を有するチャンネル１７゜１８
および１９によって接続される。

入力主表面１１および出力主表面１２を具える。

これらの壁の境界はマイクロチャンネル板の出力表面お
よび入力表面と一致する。

マイクロチャンネル板の端面は両方共このマイクロチャ
ンネル板を横切る電界を適用するため金属層（図示せず
）で被覆される。

一次電子１０が、例えば壁１４に向って移動しこの壁の
Ａ点に投射する。

このＡ点から放射する二次電子に対する方向分布は、円
９′（第１図参照）によって示される。

電子がＡ点の位置に入射するならば、二次電子放射の確
率は、Ａ点のマイクロチャンネル板表面１１に垂直方向
において最大になる。

この方向に放射する電子、例えば、電子８は増強（イン
テンシファイイング）に寄与しない。

本考案によるマイクロチャンネル板の断面を示す第２図
において、入力表面の側の壁１３，１４．１５および１
６は、断面で見て、その壁の端部が側面図２１．２２．
２３および２４を有するように角を丸くされている。

つまり、マイクロチャンネル板のチャンネル壁をその長
さ方向の断面でみたとき、マイクロチャンネル板の入力
側におけるチャンネル壁の端部が円弧状に形成されてい
る。

電子９がＢ点において壁１４と衝突する。

この点に対して円４は二次電子放射の方向分布を表わす
。

二次電子放射の確率は、入力表面に関し今度は、電子９
が図面にて垂直に入射する方向に対し傾向している方向
５によって最大となる。

つまり、反射された（又は二次）電子が、関連する表面
に普通は垂直であるこの関連する表面を去り、それは方
向５である。

前記の方向に放射される２個の電子６および７をチャン
ネル１８および１９によって途中で捕えることができ、
かくして増強（インテンシファイイング）に寄与するこ
とができる。

例えば、マイクロチャンネル板の出力上にチャンネル当
り発生する発光スクリーン上のライトスポットの膨張に
ついてすでに述べた理由から、そのようなチャンネル板
を具える装置の分解能すなわち解像度は、検出および増
強（インテンシファイインダ）の有効性が高くなるのに
対して、実質的に減少しない。

すなわち、本考案による形状を呈するファンネル、つま
り、じょうごにより強く軽減される。

入口表面にわたる電子の偏りに基いて、ライトスポット
、すなわちいわゆる高度の照明すなわちイメージポイン
トが、吹き出され、かくしてこのライトスポットが拡大
又は膨張される。

第３図はそのようなチャンネル板を製造する方法を図解
する装置を模型的に示す。

この装置は、例えばＩＱ’ｍｍＨｇとＩＱ’ｍｍＨｇと
の間の真空を維持する空間（図示せず）に置かれている
。

この図面は、入力側において丸くされるべき扁平チャン
ネル壁を有するマイクロチャンネル板３０を示す。

例えば、ピアース（突き刺す）型の電子銃３４によって
供給される電子ビーム３３は、例えば合焦コイルおよび
前記電子ビームの偏向コイル３５を具えマイクロチャン
ネル板の入力表面上に合焦される。

さらに、前記の装置は、ガラスを軟化温度附近で僅かに
軟化温度より低い温度にもたらすようにマイクロチャン
ネル板を予熱する炉を具えることができる。

前記の予熱はまた、分散された電子ビームによってもた
らすこともできる。

前記の予熱が終った後は、ガラスの変形温度が約５００
℃であるのに対して、このガラスは、例えば４５０℃の
温度を有する。

マイクロチャンネル板の表面は次いで合焦された高出力
電子ビームによって走査される。

直径２５ｍｍおよび厚さ２ｍｍを有するマイクロチャン
ネル板について行なわれた試験において、適用されるエ
ネルギーは約１４０ Ｗ／ｃｍ２に達し、前記出力は約
０．７秒間適用される。

このマイクロチャンネル板は次いで熱衝撃を避けるよう
に徐冷される。

重力の影響および溶融ガラスの表面応力の下にて、各チ
ャンネルの壁の端部は丸められた形状を呈する傾向があ
る。

このガラスは、冷却中にこうして得られた丸まった形状
を維持する。

別の方法によれば、電子衝撃による表面加熱は、マイク
ロチャンネル板の入力主要表面を走査するレーザビーム
、例えば、炭酸ガスレーザビームによる加熱で置きかえ
られる。

前と同じ方法で、マイクロチャンネル板によって形成さ
れる組立ては、先づ最初に、例えば炉においてガラスの
軟化温度附近の温度にもたらされる。

但し、この組立て（アッセンブリー）は、いっしょに扱
われるある一定ロフトのチャンネルの構成である。

マイクロチャンネル板の表面加熱にどんな装置を用いる
かは、実質的な局部的加熱の間に比較的短い時間しかか
からないのであれば、重要なことではない。

以上述べたように本考案の作用効果としては、この種の
既知のマイクロチャンネル板、例えば、特公昭４０−２
３６１７号公報においては、その第４図でさえ１種の先
細のチャンネルを与える。

この図は、外側層と内側層とをもった複数個の独立の管
を表わすように示されている。

この事実は必然的に、各チャンネルが関連した端部にお
いて最初先細にされ（すなわち、テーパーを付けら）れ
、その後第２の、すなわち二次電子放射層である外側層
を設けられるという方法を要請する。

導電被覆４３ ａは、これらの先細のチャンネルの端部
にメッキ等で施こさなければならない。

すべてのこれらの事実は、先の鋭く尖った端縁が、自発
的な電子放射、これらの先の鋭く尖った端部による均一
性が悪い導電被覆等を引き起こす、電気安定性に困難な
問題を伴なった非常に高価な装置をもたらすことになる
。

本考案を得るには、通常のチャンネル板だけを、限定さ
れた時間間隔内にである一定の温度まで局部的に加熱し
なければならない。

この導電被覆を、鋭く尖っていない球体上に通常配置す
ることができる。

すべてこれらは、殆んど附加的な価格を伴なわない非常
に安定な装置をもたらす。

以上要するに、二次電子放射増強のためのマイクロチャ
ンネル板は、前記チャンネル壁の端部における一次電子
の入射のため形成される二次電子を途中で捕えるのを増
強するように丸められるチャンネル壁を有する。

すなわち、本考案は、チャンネルの内壁面が二次電子を
放射する材料で被覆されるマイクロチャンネル板におい
て、マイクロチャンネル板のチャンネル壁をその長さ方
向の断面でみたとき、マイクロチャンネル板の入力側に
おけるチャンネル壁の端部が円弧状に形成されて成るも
のである。

なお、本考案に係る、そのようなチャンネル板を製造す
るには、チャンネル壁材料を、非常に短時間高出力エネ
ルギーを担持するビームによって入力表面のガラスを衝
撃することによって軟化させる。

入力面における壁のガラスは、そのとき重力及びガラス
の表面応力のもとに丸くされた形状を呈する。

本考案の実施に当っては以下の諸項を実施上の条件とす
ることができる。

（１）チャンネルの内壁面を二次電子を放射する材料で
被覆するマイクロチャンネル板の入力側におけるチャン
ネル壁の端部を丸くするマイクロチャンネル板の製造方
法において、マイクロチャンネル板の入力表面の平面と
一致する平面に属する一入力端面上に端部を有するマイ
クロチャンネル板を、ガラスの軟化温度に近い温度まで
加熱した後、マイクロチャンネル板の入力面を、比較的
短時間に１００〜２００ Ｗ／ｃｍ２の桁の出力のエネ
ルギーを担持するビームによる衝撃によってその表面に
おいて加熱することから出発することを特徴とする。

（２）マイクロチャンネル板の入力表面が電子ビームに
よって衝撃される。

（３）マイクロチャンネル板の入力表面がレーザビーム
によって衝撃される。

（４）前記の時間が０．７秒であることを特徴とする。

（５）マイクロチャンネル板が入力側に丸いチャンネル
壁の境界を設けることを特徴とする光電陰極、マイクロ
チャンネル板、および発光スクリーンを具える光増強ま
たは像増強型の光電管。

（６）電極放射または粒子放射がマイクロチャンネル板
の入力の方に向けられ、そのチャンネル壁が前記入力の
側において丸くされることを特徴とする二次電子を放射
するマイクロチャンネル板および電子検出装置を具える
放射線検出管。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知のマイクロチャンネル板の構造を示す断面
図、第２図は本考案によるマイクロチャンネル板の構造
を示す断面図、第３図は本考案の一実施例を得るための
製造方法を示す説明図である。 ４・・・・・・円、５・・・・・・入力表面に関し今度
は傾向している方向、６，７・・・・・・入力表匍こ関
し傾斜した方向に放射される電子、８・・・・・・表面
イ１に垂直方向に放射する電子、９′・・・・・・円、
９ＪＯ・・・・・・一次電子、１ト・・・・・入力主表
面、１２・・・・・・出力主表面、１３，１４，１５．
１６・・・・・・チャンネル壁、１７，１８．１９・・
・・・・チャンネル、２１．２２，２３゜２４・・・・
・・側面図、３０・・・・・・マイクロチャンネル板、
３３・・・・・・電子ビーム、３４・・・・・・電子銃
、３５・・・・・・電子ビーム３３の偏向コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. チャンネルの内壁面が二次電子を放射する材料で被覆さ
   れるマイクロチャンネル板において、マイクロチャンネ
   ル板のチャンネル壁をその長さ方向の断面でみたとき、
   マイクロチャンネル板の入力側におけるチャンネル壁の
   端部が円弧状に形成されていることを特徴とするマイク
   ロチャンネル板。