JPS62160652A

JPS62160652A - 高い補集効率を有する増倍素子、この増倍素子を有する増倍器、この増倍素子を用いた光増倍管、および増倍素子の製造方法

Info

Publication number: JPS62160652A
Application number: JP61308933A
Authority: JP
Inventors: ジルベール・エスシャール
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1985-12-31
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1987-07-16
Also published as: US4806827A; FR2592523A1; DE3671810D1; EP0230694B1; EP0230694A1

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、１つの人力孔と１つの出力孔を有し、その壁
が放出能力を有する、増倍孔と称する少なくとも１つの
孔を有する第１金属プレートと、この増倍孔の出力孔に
対向して配設され、補助孔と称する少なくとも１つの孔
を有し、前記の第１金属プレートと平行な第２金属プレ
ートとより成り、第１金属プレートより電気的に絶縁さ
れた第２金属プレートは、第１金属プレートの電位ｖＯ
よりも高い電位ｖ１にされた、２次放出用電子増倍素子
に関するものである。本発明はまたこの電子増倍素子に
よるＮ増倍器、この増倍素子を用いた光増倍管ならびに
この増倍素子の製造方法に関するものである。

本発明の特に有用な用途は光増倍管の分野である。

冒頭に記載したタイプの増倍素子はフランス国特許出願
第２．５４９．２８８号より知られている。このフラン
ス国特許出願には、増倍孔が対称的にすなわち人力孔と
出力孔とが同軸か或いはまた非対称的すなわち入力孔と
出力孔とが互いに対向してずれて位置する増倍素子が記
載されている。この電子増倍素子構造は、入射電子が人
力孔と出力孔を直接通り抜けることによって増倍孔の壁
で増倍されることなしに増倍素子を通り得るので、補集
効率が限られるという欠点を有する。他方においてはこ
の補集効率の損失は公知のタイプのＮ増倍素子を有する
増倍器の各段において生じ、したがって例えばこの増倍
器が光増倍管に内蔵された場合利得の損失、線形誤差、
および応答時間の延長につながる。

本発明の目的は、改良された補集効率を有する電子増倍
素子を得ることによって前記の欠点を除くことにある。

本発明は、１つの人力孔と１つの出力孔を有し、その壁
が放出能力を有する、増倍孔と称する少なくとも１つの
孔を有する第１金属プレートと、この増倍孔の出力孔に
対向して配設され、補助孔と称する少なくとも１つの孔
を有する、前記の第１金属プレートと平行な第２金属プ
レートとより成り、第１金属プレートより電気絶縁され
た第２金属プレートは、第１金属プレートの電位よりも
高い電位にされた、２次放出用電子増倍素子において、
第１金属プレートに平行な平面における増倍孔の出力孔
の右側投影が、少なくとも部分的に、人力孔の対応した
投影の外側に位置することを特徴とするものである。

したがって、本発明の電子増倍素子に到達した入射電子
は、入射角が大き過ぎる少数の電子を除いた殆どの電子
が増倍孔の壁に当り、ここで増倍される。完全にずらさ
れた孔を有する増倍孔について本願人が行ったテストに
よれば、比較的大きな増倍孔寸法を考えると増倍された
電子が前記の壁に戻ってかくして失われれることがであ
ると考えられかも知れないが、このような増倍素子の補
集効率は著しく改良されることがわかった。このテスト
による事実は、電子が何等の損失なしに増倍孔の壁で跳
ね返る可能性を裏書きするものである。

本発明の増倍素子の一般的な実施例では、第１金属プレ
ートは、規則的な平面網目に従って配設された増倍孔を
有する。この規則的な平面網目は正方形または６角形で
、−万人口孔および出口孔は円形、正方形または６角形
である。

本発明の増倍素子は、Ｎ個のこの増倍素子を有する増倍
器を実現するのに用いることができ、この増倍器は、１
番目の増倍素子の第２金属プレートは（ｉ＋１）番目の
増倍素子の第１金属プレートの電位に等しい電位とされ
たことを特徴とする特このようにして、１つの増倍素子
と次の増倍素子との間が相互に比較的離れていても、こ
れ等素子間により良い補集効率が保証される。この改良
された補集効率によって、本発明の電子増倍器はイメー
ジ形成の可能性をも与える。２つのタイプの配列を考え
ることができ、そのうちの一方では、前記のＮ個の増倍
器が互いに平行な形に配設され、他方の配列では、前記
のＮ個の増倍素子は、互いに次々と向きを逆にする形を
とり、この形では、増倍時に電子ビームは同じ道を再び
たどる。

本発明の増倍器は、１つの光電陰極とｎ個の隣接アノー
ドを有する光増倍管に有利に用いることができる。本発
明によれば、増倍器は光電陰極の近くに位置され、仕切
りによってｎ個の副光増倍管が同じ光増倍管で得られる
ようにし、この仕切は、電子を通さず、２つの隣接する
アノードの分離領域と対向して位置する。

最後に、本発明の電子増倍素子の第１金属プレートの製
造方法は、金属プレートの両面を、窓が互いにずらされ
且つ寸法が次々と大きくなるマスク対によってエッチし
、最後のマスク対が増倍孔の入力孔と出力孔の形を夫々
形成するようにしたことを特徴とする。

以下本発明を添付の図面を参照して更に詳しく説明する
。

第１ａ図、第２ａ図および第３ａ図は、入力孔１３と出
力孔１４を有する孔１２　（増倍孔と称する）をもった
第１金属プレート１１よりなる２次放出用電子増倍素子
ＩＯの夫々３つの実施例の断面図を、第１ｂ図、第２ｂ
図および第３ｂ図はその平面図を示す。この増倍孔の壁
１５は放出能力を有する。この目的で、第１金属プレー
ト１１は、例えば、加熱、ベリリウム移動および酸化の
後の銅−ベリリウム合金のような２次放出し易い材料よ
りつくられる。代わりに、２次放出材料で被覆された軟
鋼のようなもっと安い材料でつくってもよい。この被覆
は、酸化された銅−ベリリウム合金または酸化マンガン
である。

増倍素子ＩＯは第１金属プレートに平行な第２金属プレ
ート１６を有し、この第２金属プレートは孔１７（補助
孔と称する）を有し、増倍孔１２の出力孔１４に対向し
て配設される。この第２金属プレート１６は第１金属プ
レート１１より電気的に絶縁され。

２つのプレート１１と１６間の電気絶縁は、例えば、こ
れ等プレートの周縁にシールされた直径１００〜２００
　μｍの小さなガラス球により行うことができる。第２
金属プレー）１６は第１金属プレー）１１の電位ｖＯよ
りも高い電位ｖ１にされ、この場合第２金属プレー）１
６は加速電極として働く。

第１ａ図、第１ｂ図、第２ａ図、第２ｂ図および第３ａ
図。

第３ｂ図に示したように、第１金属プレー）１１に平行
な面Ｐにおける増倍孔１２の出口１４の右側の投影１３
は、少なくとも部分的に（この場合には全面的に）人力
孔１３の対応した投影１９の外側に位置する。

この形は、入射角がそれ程大きくない入射電子５０に壁
１５の最大補集面を与える。換言すれば、人力孔１３を
経て増倍孔１２を貫通する電子の殆どは必ず２次放出を
生じて出力孔１４を直接去り、かくて本願人により実験
的に確かめられたように増倍素子１０の補集効率を著し
く改良する。このことは、出力孔１４より比較的離れて
壁１５に衝突し且つ増倍後に直接去らない電子は、これ
等電子が出力孔を去る前に損失なしに壁ではね返ること
ができるという確信をもたらすものである。

第１ｂ図、第２ｂ図および第３ｂ図よりわかるように、
第１金属プレー）１１は規則的な平面網目に従って配設
された多数の増倍孔１２を有する。第１ｂ図によれば、
規則的な平面網目は６角形の網目で、入力および出力孔
（１３，１４）は円形である。第２ｂ図と第３ｂ図は、
第１金属プレー）１１の有効増倍表面を増加する形を示
す。第２ｂ図によれば、増倍孔１２の規則正しい平面網
は６角形網目で、一方入力孔１３は６角形で出力孔１４
は円形であり、第３ｂ図によれば、増倍孔１２の規則的
な平面網目は正方形網目で、一方人力孔１３は正方形で
出力孔１４は円形である。

第４図と第５図は、第１．２右よび３図に関して前に説
明したタイプの増倍素子Ｎ個（ここではＮ＝３）を有す
る２つの電子増倍器の実施例を夫々示す。各増倍素子の
第１金属プレート１１と第２金属プレート１６に夫々加
えられる電位は、（ｉ）番目の増倍素子の第２金属プレ
ート１６には（ｉ　＋１）番目の増倍素子の電位ＶＯ（
ｉ＋１）に等しい電位Ｖｌｉが加えられるようにされる
。この結果法の等式が得られる。

Ｖｌｉ　＝　ＶＯ（ｉ＋１）オヨびＶｌ（ｉ　＋１）□
　ＶＯ（ｉ　＋２）第４図に示した増倍器は、その増倍
素子１０が互いに平行な形にされている。若しくｉ＋２
）番目の増倍素子を去る電子と（ｉ）唇面に入る電子と
の間に一義的な対応を保つと、この形態は、増倍器に入
る電子とこれを去る電子との間に特別なずれをもたらす
。このずれは、増倍素子１０が次々と向きを逆にして配
設するようにした第５図に示す増倍器によって避けられ
る。

本発明の電子増倍器は光増倍管の分野に特に有利に用い
ることができる。第６図は、光電陰極２０とｎ個（ここ
ではｎ＝２）の隣接アノード２１を有する光増倍管への
応用の例を示す。この第６図によれば、増倍器２２は光
電陰極２０の近くにおかれ、仕切り２４によってｎ個の
副増倍器２３に分けられている。この仕切り２４は、電
子を通さず、２つの隣接したアノードの分離領域に対向
して、同じ光増倍管内にｎ個の副光増倍管が得られるよ
うに位置されている。第６図に示したタイプの光増倍管
は、検出された素粒子の正確な局在化（ｌｏｃａｌｉｚ
ａｔｉｏｎ）のために用いることができる。電子を通さ
ない仕切２４は、金属プレートのマスキングおよびフォ
トエツチングによって通常のようにつくられる。

第７図は、前述したタイプの電子増倍素子の第１金属プ
レートの製造方法を示す。この方法によれば、同じ金属
プレー）１１の両面が、互いにずらされ且つその寸法が
逐次大きくなる窓を有するマスキング対３１／４１．３
２／４２および３３／４３を用いたフォトエツチングに
よってエッチされ、最後のマスク対３３／４３の窓が増
倍孔１２の人口孔１３と出口孔１４の形を夫々形成する
。本願人は、この方法により、孔の寸法ｄ、、ｄ２が０
．６帥、０．３ｍｍでその厚さが０、ｉ５ｍａｍの増倍
孔を有する金属プレートを実現した。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の増倍素子の第１実施例の断面図、第１ｂ図は第１ａ図の平面図、第２ａ図は本発明の電子増倍素子の第２実施例の断面図
、第２ｂ図は第２ａ図の平面図、第３ａ図は本発明の電子増倍素子の第３実施例の断面図
、第３ｂ図は第３ａ図の平面図、第４図は本発明の電子増倍器の第１実施例の断面図。第５図は本発明の電子増倍器の第２実施例の断面図、第６図は第５図と同様な増倍器を有する増倍管の断面図
、第７ａ図、第７ｂ図および第７Ｃ図は増倍素子の第１金
属プレートの製造方法の各段階を説明する断面図である
。１０・・・増倍素子　　　　　１１・・・第１金属プレ
ート１２・・・増倍孔　　　　　　１３・・・人力孔１
４・・・出力孔　　　　　　１５・・・壁１６・・・第
２金属プレート１７・・・補助孔１８・・・出力孔投影
　　　　１９・・・入力孔投影２０・・・光電陰極　　
　　　２１・・・アノード２２・・・増倍器　　　　　
　２３・・・副増倍器２４・・・仕切り　　　　　　３
０・・・絶縁法３１／４１．３２／４２．３３／４３・
・・マスク対特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス
・フルーイランペンファブリケン

Claims

【特許請求の範囲】１、１つの入力孔と１つの出力孔を有しその壁が放出能
力を有する、増倍孔と称する少なくとも１つの孔を有す
る第１金属プレートと、この増倍孔の出力孔に対向する
少なくとも１つの孔を有する、前記の第１金属プレート
と平行な第２金属プレートとより成り、第１金属プレー
トより電気絶縁された第２金属プレートは、第１金属プ
レートの電位（Ｖ０）よりも高い電位（Ｖ１）にされた
、２次放出用電子増倍素子において、第１金属プレート
に平行な平面内における増倍孔の出力孔の右側投影が、
少なくとも部分的に、入力孔の対応した投影の外側に位
置することを特徴とする電子増倍素子。２、第１金属プレートは、規則的な平面網目に従って配
設された増倍孔を有する特許請求の範囲第１項記載の増
倍素子。３、増倍孔の規則的な網目は正方形で、入力孔は正方形
、出力孔は円形である特許請求の範囲第２項記載の増倍
素子。４、増倍孔の規則的な網目は６角形で、入力孔と出力孔
は円形である特許請求の範囲第２項記載の増倍素子。５、増倍孔の規則的な網目は６角形で、入力孔は６角形
、出力孔は円形である特許請求の範囲第２項記載の増倍
素子。６、ｉ番目の増倍素子の第２金属プレートは（ｉ＋１）
番目の増倍素子の第１金属プレートの電位に等しい電位
とされたことを特徴とするＮ増倍素子を有する増倍器。７、Ｎ増倍素子は互いに平行な形で配設された特許請求
の範囲第６項記載の増倍器。８、Ｎ増倍素子は次々に向きを逆にした形に配設された
特許請求の範囲第６項記載の増倍器。９、増倍器は光電陰極の近くに位置され、仕切りによっ
てｎ個の副光増倍管が同じ光増倍管で得られるようにし
、この仕切りは、電子を通さず、２つの隣接するアノー
ドの分離領域と対向して位置することを特徴とする光増
倍管。１０、金属プレートの両面を、窓が互いにずらされ且つ
寸法が次々と大きくなるマスク対によってエッチし、最
後のマスク対が増倍孔の入力孔と出力孔の形を夫々形成
するようにしたことを特徴とする増倍素子の製造方法。