JPS593825B2 - 光電子増倍管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電面から光の照射によって放出した光電子を
順次適当な正の電圧を加えた複数のダイノーに゛に衝突
して電子を増倍し、最終的に増倍した電子を収集電極で
捕獲する光電子増倍管に関するものである。

ボックス・アンド・グリッド型と称されている有底円筒
を軸を通る２つの直交する面で４等分割し、一方の分割
面に導電性のメツシュを形成して一次電子の入射口とし
、他方の分割面を二次電子の出射口とし、湾曲面の内壁
を二次電子面とする電子増倍管のダイノード電極は、光
電子増倍管の縦断面構造を示す第１図のダイノード４．
５．６゜７．８および９の配列のように、第１段ダイノ
ード４と第３段ダイノード６の出射面を逆方向とするこ
とによって、ダイノード列を光電管１の管軸方向に延長
することが出来るから、円筒状の容器内に効率よく容易
に収納することができる。

従って、従来ボックス・アンド・グリッド型ダイノード
を用いた光電子増倍管のほとんどが第１図に示すような
ダイノード配列を用いていた。

このようなダイノードの配列においては、例えば、ダイ
ノード５から放出しダイノード６へ入射する二次電子は
、第３図にＡ、ＢおよびＣで示すような軌道を飛行し、
ダイノード５の二次電子面のうちダイノード６に近接し
た部分から放出した二次電子はダイノード６の二次電子
面に衝突することなくダイノードＴへ入射するから、著
しるしく増倍率を低下するほか、単光子（シングルホト
ン）を検出しようとするときは、出力電流に大きなばら
つきが生ずる。

この現象はダイノード１から放出してダイノード８に入
射する電子についても同様に生じる。

他方ダイノード４かも放出した電子は、ダイノード４と
ダイノード５の二次電子面がほぼ対向しているから確実
にダイノード５の二次電子面に衝突する。

従って、他の光電子増倍管の縦断面構造を示す第２図の
ダイノード１４，１５．１６および１Ｔのように常に前
段と後段のダイノードの二次電子面に対向し、その結果
、一つおきに同一方向に設置したダイノード列を用いる
こともあった。

しかし、このダイノードの配列によれば、ダイノード列
は管軸に対して４５度をなして延長するから気密容器１
１の側壁によってダイノードの段数が限られる。

本発明は、上述の欠点を除いて常にダイノードの二次電
子面を前段および後段のダイノードの二次電子面に対向
して配列すると共に、同一気密容器内に並列して４個の
ダイノード列とそれぞれのダイノード列に対応した４個
の収集電極を設置して同時に４つの入力光を検出するこ
とができるものである。

第５図は、本発明を実施した光電子増倍管を光の入射側
から見た図で、２２は正方形断面を有する有底筒状容器
２１の側壁、２３．２４２５および２６は同一構造を有
する４個の集束電極で、実質的に透明な上記有底筒状容
器の底面およびその底面内壁に形成された光電面を隔て
た容器２１内に設置しである。

第６図は、第５図のＡ−Ａ面における光電子増倍管の縦
断面図で、２２は容器２１の側壁で第５図２２と同一部
分である。

２７は容器２１の一方の底面を構成する面板で透明なガ
ラスによって形成され、その内面に光電面２８が形成さ
れている。

２３．２４は集束電極で容器２１の底面の辺の２分の１
以下の直径を有し一端に底面を有する円筒状をなし、開
口端を光電面２８に対向して、第６図には図示していな
い他の同一形状の集束電極２５．２６と共に上記容器２
１の中に並列に配置しである。

集束電極２３の底面の中央に矩形の透孔２９が設けられ
てダイノード列３０の第１段ダイノード３１の電子入射
面が対向している。

ダイノード３１，３２，３３゜３４．３５および３６は
、前述のボックス・アンド・グリッド型のダイノードで
、各ダイノードの二次電子面は前段および後段のダイノ
ードの二次電子面に対向して設けられ、奇数段目のダイ
ノードおよび偶数段目のダイノードはそれぞれ同一方向
に設置されている。

従ってダイノード列５は光電子増倍管の軸に対して４５
度傾いて、かつ近接した容器の側壁に平行に延長してい
る。

従って隣接する収束電極２４の軸の延長上に達し、最終
段ダイノド３６の出射口に対向して収集電極３１が対向
して設けられている。

同様に収束電極２４゜２５および２６の底面に設けられ
た透孔に対応してダイノード列が設けられ、それぞれ収
束電極２６．２５および２３の軸の延長上に達している
。

上述のように本発明の光電子増倍管は、４個のボックス
・、アンド・グリッド型ダイノード列からなり、各ダイ
ノードの二次電子面が前段および後段のダイノードの二
次電子面と対向するよ゛うに配列してダイノード列を構
成し、各ダイノード列は隣接する収束電極の軸の延長上
に延長することによって、４個のダイノード列を一体と
してコンパクトに気密容器内に収納することができたも
ので、これによって電子増倍率が高く、また電子増倍率
のバラツキのない光電子増倍管が得られると共に、光電
面、収束電極、ダイノードに加える電圧は４個のダイノ
ード列について共通でよいから気密容器の壁を通して電
圧を供給するリード線を多数省略することができるもの
である。

かかる４個のダイノード列を有する光電子増倍管は、分
光器によって分光された複数のスペクトル強度を同時に
計測する場合に有効に用いられ、また通称ガンマ−カメ
ラと呼ばれる癌病巣を検出するための放射線位置検出器
は一平面上に多数の光電子増倍管を配列するから都合よ
く用いられるものである。

なお、上述の実施例では収束電極は円筒状の場合につい
て説明したが、たとえば矩形筒状のように、気密容器の
矩形断面に効率よくかつ軸対称に配置されるものであれ
ばよい。

また上述のボックス・アンド・グリッド型ダイノード列
の最終段ダイノードと収集電極の間に、収集電極におい
て効率よく電子を収集するため、ボックス・アンド・グ
リッド型ダイノードと異なる形状の１個以上のダイノー
ドを設置する場合にも本発明は適用され効果を生ずるか
ら本発明に含まれることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来の光電子増倍管の縦断面図
である。 第３図および第４図は、第１図、第２図に示したダイノ
ード内での電子の軌道を示す図である。 第５図は、本発明の光電子増倍管の構造を示す平面図、
第６図は、第５図のＡ−Ａ断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有底円筒状の気密容器の透明な一方の底面の内壁に
   光電面を形成し、４個の一端にのみ底面を有する筒状の
   集束電極を上記気密容器の軸に関して対称に、開口端を
   上記光電面に対向して並列に配置し、有底円筒を軸を通
   る面で４等分割し、一方の分割面にメツ７ユを形成して
   電子入射口とし、他方の分割面を電子出射口とするダイ
   ノードを所望の数だけ順次出射口と入射口を対向して、
   かつ１つおきに同一の方向に配列した４個のダイノード
   列をそれぞれ第１段ダイノードの電子入射口において、
   上記集束電極の底面の中央に設けた透孔に対向し、該集
   束電極の軸に対して４５度をなすと共に、上記気密容器
   の軸に関して同一回転方向に実質的に気密容器壁に平行
   に延長し、上記各ダイノード列の最終段ダイノードの電
   子出射口に対向して電子集束電極を設けたことを特徴と
   する光電子増倍管。