JPS5996640A - ストリーク管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光源の経時的な光強度分布の解析などに奸）負
に利用できるストリーク管およびその製造方法に関する
。

スＩ・リーク管は１ナノ紗間程度の入射光の変化を螢光
面に数１０ミリツートルの長さに表示し、２ピコ秒以下
の変化まで読み取ることができる程に時間分解能が優れ
ている。そのためストリーク管はレーザパルス光の波形
解析などに利用されている。

まずｉｉｔ来のストリーク管の構成および、本発明で解
決しようとする問題を第１図を参照して簡単に説明する
。

第１図は従来のストリーク管の構成を示す縦断面図、お
よび光電面と光学像の関係を示す略図である。

ノドリーク管の真空気密容器３の一端面はＭ　４Ｊｉし
７ようとする光学像を入射するｔ５１、他端面は処理さ
れた光学像を出射する窓２を形成している。

この真空気密容器３の管軸に沿って入射窓ｌと出射窓２
との間に順次光電面４．ノ・ノソユ電極５゜集束電極６
．゛アパーチャ電極７．偏向電極８．螢光面９が配設さ
れ（いる。そして光電面４に対してメソシュ電極５、集
束電極６．アパーチャ電極７にこの順序でより高い電圧
を加え、さらに螢光面９にアパーチャ電極７と同一の電
位を与えておく。図示されていない装置で入射窓１を経
て光電面４に前記光電面４の中心を通る線状の光学像４
ａが投影されたとする。光電面４は前記光学像に対応し
た電子像を放出し、放出された電子はメ・フシ６工電極
５により加速され、集束電極６により集束され、アパー
チャ電極７を通過し、偏向電極８の間隙を経て螢光面９
の方向へ走行する。その線状の電子像が偏向電極８の間
隙を通過する期間、Ｉ）１１記偏向電極８に偏向電圧を
加えておく。この電圧によって生ずる電界の方向は管軸
および線状の電子像に垂直（第１図の断面図において紙
面に垂直）であり、その強さは偏向電圧に比例する。螢
光面９七には線状の電子ビームがその線状の方向と垂直
に走査されることにより、最終的に螢光面９上に光電面
４に投影された綿状の光学像をその線状の方向と垂直に
時間的に順次配クリしまた光学像、いわゆるストリーク
像が形成される。したがって、スＩ・リーク像の配列方
向ずなわら掃引方向の輝度変化は光電面４に火剤した光
学像の強度の時間的変化を表すことになる。

このようなストリーク管は通當次のような方法で製造さ
れる。

まず、■空気密容器３の側壁を構成するガラス円筒、真
空気密容器３の一つの底面を構成し、光学像を入射しか
つ光電面の基板となる第１のガラス円板、■空気密容器
３の他の底面を構成し、光学像を出射する窓および螢光
面の基板となる第２のガラス円板、およびメツシュ電極
５．集束電極６゜アパーチャ電極７．偏向電極８を構成
する電極部（オを用意する。

次に前記ガラス円筒内に電極ｆｊｌｓ　ＪｒＡを組立て
取り付りる。このとき、光電面基板と対向する適宜の位
置に例えはアンチモン小片をタングステンコイルに収容
してアンヂモン蒸発源を設置する。

同時に第２のガラス円板の一面に螢光体を塗布する。次
に前記ガラス円筒の底面の適当な側に第１のガラス円板
と第２のガラス円板を気密に封着する。

次に気密容器のＩＩＩ壁に枝管を設け、この中に−アル
カリ金属源を収容するつ 次に気密容器の側壁に設りられたこの排気管を通して排
気する。

次に前記タングステンコイルに通電してアンチモンを光
電面基板上に蒸着し、続いて枝管からアルカリ金属を徐
々に容器内に送り込むと同時に光電面の感度を監視し、
最高感度またはこれを多少越したとき中止する。この後
枝管を切り取る。

ごの後ＪＪＩ気管を切り取ってス１−リーク管が完成す
る。

前述の製造方法の説明によって理解できるように、アル
カリ金属が気密容器内に送り込まれたときに各電極に、
微小ながらアルカリ金属がイ」着することは避りられな
い。

前記工程で製造されたストリーク管を動作させると前記
アルカリ金属が原因して、大躬光がなくても螢光面が発
光すると言う不都合が生じる。

特に偏向電極に高周波電圧を加えて繰返し動作をすると
きに著しく光る。

このような発光はストリーク像のへツクグラウンドとな
りＳ／Ｎ比を低下すると共にグイナミソクレンジを狭く
する。

本願発明者は、前述の発光が電子とｉ÷ｉ突した気体分
子または原子が励起して、あるいはイオン化して生ずる
光が光電面に入射して発生した光電子によるもの、また
は電子またはイオンが気密容器の内壁に衝突して生ずる
光が光電面に入射して発生した光電子によるものと１■
潤して研究したところ主たる原因が偏向電極の近傍にあ
ることを発見しノこ。

ずなわぢ光電面４とアパーチャ電極７の間に高い電圧が
加えてあっても対向する偏向電極の間に電圧を加えなけ
れば螢光面９の発光は極めて弱いこと、偏向電極に繰返
し掃引電圧を加えると螢光面の発光は著しく強くなるこ
とを知った。

本発明の第１の目的は前述の不本意な発光を生じさセな
いストリーク管を提供するごとにある。

前記主目的を達成するために本発明によるストリーク管
は、光電面から放出された光電子を偏向して観察するス
トリーク管において、光電面と偏向電極の間にある光電
子のクロスオーバ点またはその近傍に配置され管軸を含
む開口を有する隔壁と、前記開口を閉鎖する位置と開放
する位置間を移動可能な蓋と、前記蓋を前記開放位置に
移動させる手段と、を含み光電面製造中は前記蓋を閉鎖
位置に保ら常時は開放させて電子の通過径路を形成する
ように構成されている。

本発明のさらに他の目的は、前記ストリーク管の製造方
法を提供することにある。

前記他の目的を達成するために本発明によるストリーク
管の製造方法は、光電面から放出された光電子を偏向し
て観察するストリーク管の製造方法において、排気され
て真空が形成される容器内に形成される少なくとも光電
面が形成される面と集束電極を含む第１の空間と、少な
くとも偏向電極と螢光面を含む第２の空間を管軸に開■
」を持つ隔壁で前記間］」が光電子のクロスオーバ点ま
たはその近傍に配置される位置で分離し、前記開口部に
製造］二程では閉じている蓋を設番ノて置く組立工程と
、前記第１および第２の空間のｍ気を行う工程と、前記
第１の空間に連通ずる枝管から光電面を形成する金属を
導入して光電面を形成する工程と、前記枝管を切断して
、内部を加熱しながら排気し、光電面形成に寄与しなか
った光電面形成用の祠オ′１を排出する工程と、排気終
了後に前記蓋を開口部から離脱させる工程とから構成さ
れている。

すなわち製造工程においては前記第１の空間に光電面形
成用のアルカリ金属蒸気が充満させるが、第２の空間の
偏向電極にはアルカリ金属蒸気が至らないように配慮し
、動作時には最小の開口で光電面を有する第１の空間と
、偏向電極を有する第２の空間とを接続するので、動作
時にも、アルカリ金属の移動が起こりにくい。したがっ
て使用中においても偏向電極は残留アルカリ金属によっ
て汚染されない。さらに、偏向電極の近傍でイオン化ま
たは気密容器内壁へ電子が衝突することによって発光が
生じた場合にもその光は光電面に到達しないから、螢光
面の不要な発光を防くごとができる。

以下、図面等を参照して本発明をさらに８’ｒ：Ｌ　＜
説明する。

第２図は本発明のスｌ−ＩＪ−り管の製造過程の状態を
示す断面図である。第１図に示したストリーク管と共通
の部分は同一の符号をイ」シである。

まず、このストリーク管の構成を説明する。

本発明によるストリーク管は、光電面４、ノソシュ電ｌ
！Ｉｉ！５、集束電極６、アパーチャ電極７の含まれる
真空気密容器３内の空間と、偏向電掘８、螢光面９の含
ま］１．る真空気密容器３内の空間を隔壁３０で分割す
る。ごの隔壁３ｏには開口１３が設けられおり、この開
１」１３にば蓋１４が対応させられている。第３図（Ａ
）に蓋１４が開口１３を閉じている状態、第３図（Ｂ）
に蓋■４が開口１３を開いている状態を示しである。

蓋１４は隔壁３０にピン１５で回転可能に担止され−こ
おり、製造過程においては第２図および、第３図（Ａ）
に示す閉じ状体に保たれ、完成後は隔壁３０に設りられ
ている板ばね１６により挟み付けられて固定される。こ
の開口１３の中心は管軸に一致させられ、管軸方向の位
置は光電子ビームの集束されたクロスオーバ点１１また
は’ｃ　（７）　近Ｊ９に位置させられζいる。

次に前記ス１−リーク管の製造方法を同様に第２図を参
照して説明する。

光電面４、メソシュ電極５、集束電極６、アパーチャ電
極７の含まれるべき空間（以下第１の空間と言う）に図
示しない真空ポンプに連通ずる排気管１９を設けておく
。

また偏向電極８、螢光面９の含まれる真空気密容器３内
の空間（以下第２の空間と言う）にも同様に排気管２ｏ
を設げζおく。

これらの空間は、製造過程において前記蓋１４が前記隔
壁の開口１３を閉しるごとにより匁離されている。

前記第１の空間にはアルカリ金属を収容する枝管１７お
よび、アンチモン蒸発源を収容する枝管１８が接続され
ている。

まず、容器内の前記各空間を所定の真空に排気する。

次に、アンチモン蒸発源を収容する枝管１８より外部か
ら磁力を作用さ−Ｕてストリーク管の内部へ取り出して
、通電加熱し、アンチモンを光電面基板１上に蒸着する
。

次に枝管１７よりアルカリ金属を蒸発して、光電面基板
１上のアンチモンと化合さ・ｌる。

同時に光電面の光電感度を監視し、最高感度を多少越し
たときアルカリ金属を収容した枝管１８を切り取る。

またーｊ′ンチ：［−ン藻発源を収容した枝管１７も切
り取る。

さらに容器を加熱して、光電面を安定化する。

このとき過剰なアルカリ金属は容器３外へ排出される。

この後に排気管１９．２０が切り取られ、スｌ−リーク
竹番５１完成する。

完成後にストリーク管の上下を第２図の逆にする（正常
の使用姿勢にする）と、蓋１４は自体に働く重力で、開
口１３の下側になり、板ばね１６により蓋１４の先端が
捕捉され固定される。なお第３図（Ｂ）は使用状態と天
地を逆にして示しである。

第４図はス＋−ＩＪ−り管の隔壁と蓋の第２の構成を示
す説明図である。

Ｍ１４ば隔壁３０の外周よりに設けられた支持棒４１に
バイメタル４２を介して固定されている。

ストリーク管が室温であるときはＭ１４ば第４図（Ｃ）
に示すように開口１３を覆、ってはいない。

アルカリ金属を送り込む時にはストリーク管内が約２０
０℃に加熱されるのでバイメタル４２は第４図（Ｂ）に
示すように湾曲させられて、開口１３を覆う状態に保た
れる。

このような構成でも、アルカリ金属の第２の空間への侵
入を妨げることができる。

第５図はストリーク管の隔壁と孟の第３の構成を示す説
明図である。

蓋１３は隔壁３ｏに設りられた軸５ｏに回転可能に指示
されている回転軸５１の一端に固定されている。

回転軸５１の他端には、強磁性材■からなる頭部５２が
固定され、製造過程では第５図（Ａ）　　（Ｂ）に示す
位置に保たれ開口１３を閉じている。

製造終了後に外から前記頭部に磁力を作用させるとかス
トリーク管の姿勢を変えることにより、第５図（Ｃ）に
示すように開口１３の開放を妨げない位置に板ばね５３
により保持される。

第６図はストリーク管の隔壁と蓋の第４の構成を示す説
明図である。

第６図（Ａ）　　（Ｂ）は製造状態、第６図（Ｃ）（Ｄ
）は使用状態を示している。

１、Ｊ造状態では蓋Ｉ４は、ばね６１により隔壁３０の
開口１３に押しつ＆ノられ一ζいる。

６０は蓋１４を受り入れる枠であって、製造終了後蓋１
４を受り入れる。なお、ばね６１は先端６１ａが曲げ起
こされており蓋１４の肩の部分に当接して蓋１４の移動
を阻止する役割を果たす。

本発明によるストリーク管は前記のように構成され、ｆ
Ｊ造されるものであるから、光電面形成時に偏向電極の
近傍にアルカリ金属が送り込まれることはなくなる。

また使用時に、偏向電極の近傍での発光は隔壁３０によ
り、光電面に到達しにくいので、前述した不要な発光の
問題は解決される。

次に本発明の製造方法によって製造されたストリーク管
と従来の製造方法によって製造された形状が近似するス
トリーク管の螢光面上での像を比較試験した結果につい
て述べる。

パルス光源（モードロックダイレーザ光で繰返し速度１
３０ＭＩＩｚ）でストリーク管の光電面に照射し、偏向
電極に、前記パルス光に同期したサイン波電圧を印加し
て連続繰り返し偏向を行う。

第７図（八）に本発明による前記ストリーク管の出力と
従来のストリーク管の出力とを比較して示しである。

第７図（Δ）の従来品の場合にはピークの輝度に対しバ
ックグラウンドノイズである谷部の輝度は９０％に達し
ている。

これに対して第７図（Ｂ）に示す本発明による前記スト
リーク管の出力の、ハソクグラウンＩＸノイズはピーク
の１％以下で殆と無視できる程度に除去されていると言
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスＩ−ＩＪ−り竹の構成を示す縦断面図
、および光電面と光学像の関係を示す略図である。 第２図は本発明のストリーク管の製造過程の状態を示す
断面図である。 第３図は前記第２図に示したストリーク管の隔壁と蓋の
関係を示す説明図である。 第４図１ｉｔスＩ−リーク管の隔壁と蓋の第２の構成を
示す説明図である。 第５図はス１−リーク管の隔壁と蓋の第３の構成を示す
説明図である。 第６図はス１−リーク管の隔壁と蓋の第４の構成を示す
説明図である。 第７図は本発明によるス１−リーク管と従来の相当品と
の動作特性を比較したグラフである。 】・・・光学像を入射する窓 ２・・・出射窓 ３・・・真空気密容器 ４・・・光電面 ５・・・メソシュ電極 ６・・・集束電極 ７・・・アバーヂャ電極 ８・・・偏向電極 ９・・・螢光面 １１・・・クロスオーバ点 １３・・・隔壁に設けられた開口 １４・・・蓋 １６・・・ばね １７・・・アルカリ金属を収容する枝管１８・・・アン
チモン蒸発源を収容する枝管Ｉ９・・・光電面側（第１
の空間）の排気管２０・・・螢光面側（第２の空間）の
排気管３０・・・隔壁 ４２・・・バイメタル ５２・・・強磁性片 ６０・・・枠 ６１・・・ばね 特許出願人　　　　浜松テレビ株式会社代理人　　弁理
士　　井　ノ　ロ　　壽郁　６　図 −１９９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光電面から放出された光電子を偏向して観察する
   ストリーク管において、光電面と偏向電極の間にある光
   電子のクロスオーバ点またはその近傍に配置され管軸を
   含む開口を有する隔壁と、前記開口を閉鎖する位置と開
   放する位置間を移動可能な蓋と、前記蓋を前記開放位置
   に移動させる手段と、を含み光電面製造中は前記蓋を閉
   鎖位置に保ち當ｌｌ）は開放させて電子の通過径路を形
   成するように構成したことを特徴とするストリーク管。 （２）前記蓋は前記隔壁に回転可能に担止されており、
   光電面製造中は重力により、前記開口を閉鎖する位置に
   あり、終了後に容器の姿勢を変えることにより移動させ
   られ、前記隔壁に設けられたばねで固定される特許請求
   の範囲第１項記載のストリーク管。 （：３）前記蓋は前記隔壁にバイメタルを介して支持さ
   れており、前記バイメタルは光電面形成時の温度では前
   記蓋を前記開口部にもたらし、品温では開口部から退避
   させるように設ＧＪられている特許請求の範囲第１項記
   載のストリーク管。 （４）前記蓋は前記隔壁に摺動可能に設けられ、前記隔
   壁に設りたばねにより開口部に押しつりられ、終了後に
   容器の姿勢を変えることにより開口部から退避させられ
   たとき前記ばねにより、退避位置に保持される特許請求
   の範囲第１項記載のストリーク管。 （５ン　　光電面から放出された光電子を偏向して観察
   するストリーク管の製造方法において、排気されて真空
   が形成される容器内に形成される少なくとも光電面が形
   成される面と集束電極を含む第１の空間と、少なくとも
   偏向電極と螢光面を含む第２の空間を管軸に開口を持つ
   隔壁で前記開口が光電子のクロスオーバ点またはその近
   傍に配置される位置で分離し、前記開口部に製造工程で
   は閉じている蓋を設けて置く組立工程と、前記第１およ
   び第２の空間の排気を行う工程と、前記第１の空間に連
   通ずる枝管から光電面を形成する金属を導入して光電面
   を形成する工程と、前記枝管を切断しζ、内部を加ｇｊ
   Ｊ）　シながら１ノ１気し、光電面形成に寄与しなかっ
   た光電面形成用の材料を排出する工程と、ＩＪＩ気終了
   後に前記蓋を開口部から離脱させる工程とから構成した
   ことを特徴とするストリーク管の製造方法。