光电子倍增器制造技术

光电子倍增器，其特征在于，具有：　　　　外围器，其内部被维持为真空状态；　　　　光电面，收容于所述外围器内，与经过该外围器取入的光相对应向该外围器内部放出电子；　　　　电子倍增部，收容于所述外围器内，具有沿电子的行进方向延伸的沟部；　　　　阳极，收容于所述外围器内，用于将由所述电子倍增部级联倍增的电子中到达的电子作为信号取出；以及　　　　控制电极，是配置在包围所述电子倍增部以及所述阳极的所述外围器的内部空间中的一个或一个以上的控制电极，分别与放出级联倍增后的电子的所述电子倍增部的电子放出端电连接，同时被设定为具有比该电子放出端高的电位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有使由光电面生成的光电子级联倍增的电子倍增部 的光电子倍增器。
技术介绍
一直以来，光电子倍增器(PMT: Photo-Multiplier Tube)作为光传感器而被熟知。光电子倍增器具有将光转换为电子的光电面 (Photocathode)、集束电极、电子倍增部以及阳极，是将这些部件收 容在真空器中而构成的。在这样的光电子倍增器中，光入射至光电面 时，就会从光电面向真空器中放出光电子。该光电子由集束电极导入 电子倍增部，再由该电子倍增部级联倍增。阳极将被放大的电子中到 达的电子作为信号输出(参照例如下述专利文献1及专利文献2)。专利文献1:日本专利第3078905号公报(日本特开平5-182631 号公报)专利文献2:日本特开平4-359855号公报
技术实现思路
专利技术者对现有的光电子倍增器进行的研究，结果发现下述问题。即，随着光传感器用途的多样化，需要更小型的光电子倍增器。 然而，伴随着这样的光电子倍增器的小型化，对构成该光电子倍增器 的部件要求高精度的加工技术。特别是，随着部件自身的微小化，使 得该部件间的精密配置难以实现，因此得不到高的检测精度。此外， 使得每个制造出的光电子倍增器的检测精度的偏差变大。在如上所述的状况下，在电子倍增部中，在位于光电面侧的端部 (电子入射端)与位于阳极侧的端部(电子放出端)之间也施加有规 定的电压。此时，在电子倍增部中，被级联倍增的电子从光电面侧朝 向阳极侧形成电位梯度(电位从光电面侧到阳极侧逐渐增加)。但是， 实际上，阳极与电子倍增部的电子放出端之间如果没有足够的电位差，到达阳极的二次电子的数量就会急剧减少，从而得不到可用的检测精度。本专利技术就是为了解决上述问题，目的在于提供一种微小结构的光 电子倍增器，该光电子倍增器通过有效地获取被级联倍增的二次电子而实现稳定的检测精度。本专利技术所涉及的光电子倍增器为具有使由光电面产生的光电子级 联倍增的电子倍增部的光传感器，根据该光电面的配置位置，存在如 下光电子倍增器，即，具有在与光的入射方向相同的方向上放出光电 子的透过型光电面的光电子倍增器，和具有在与光的入射方向相反的方向上放出光电子的反射型光电面的光电子倍增器。具体地说，该光电子倍增器具有光电子倍增器的内部被维持为真 空状态的外围器、收容于该外围器内的光电面、收容于该外围器内的 电子倍增部、至少一部分收容于该外围器内的阳极以及一个或一个以上的控制电极，用以确保电子倍增部的电子放出端与阳极之间具有足够的电位差。上述外围器由玻璃材料形成的下侧框(frame)、电子倍增 部与阳极一体蚀刻加工的侧壁框以及由玻璃材料或硅材料形成的上侧 框构成。上述电子倍增部具有沿着电子的行进方向延伸的沟部。沟部被利 用蚀刻技术精密加工的一对壁部所限定。在限定该沟部的一对壁部的 各自的表面上，沿该电子的行进方向设置有一个或一个以上的凸部， 该凸部表面形成有用于使来自于光电面的光电子级联倍增的二次电子 放出面。这样，通过在形成有二次电子放出面的壁部表面设置凸部， 飞跃性地提高了朝向阳极的电子碰撞该壁部的可能性，因此，在精密 结构中也可以得到足够的电子倍增率。此外，实际上，二次电子放出 面不仅形成于凸部表面，还形成于包含该凸部表面的壁部的全部表面 以及被沟部夹住的底部。特别地，在本专利技术所涉及的光电子倍增器中，在包围电子倍增部 以及阳极的外围器的内部空间配置有一个或一个以上的控制电极。此 外，这些控制电极在分别与放出被级联倍增的电子的电子倍增部的电 子放出端电连接的同时，被设定为电位高于该电子放出端。此外，优 选控制电极的电位与阳极的电位相等或在其之下。由这样的结构，在电子倍增部，从光电面侧到阳极侧逐渐形成电 位增加的电位梯度，同时可以确保该电子倍增部的电子放出端与阳极 之间具有足够的电位差。即，通过在位于电子倍增部的光电面侧的端 部与控制电极之间，施加电压以使在该电子倍增部的沟部形成电位梯 度，可以使电子放出端的电位设定为低于现有技术中的电位。其结果 是可以确保该电子放出端和阳极之间具有足够的电位差。在此，上述控制电极也可以配置为在连接于从电子倍增部的电 子放出端延伸的多个配线部的状态下，与该电子倍增部共同夹住阳极。 在这种情况下，准备一个控制电极就可以。此外，也可以是阳极配置 在由电子倍增部的电子放出端、多个配线部以及控制电极包围的区域 内的结构。此外，优选本专利技术所涉及的光电子倍增器中上述控制电极由易于 加工的硅制成。此外，从以下的详细说明以及附图可以进一步理解本专利技术所涉及 的各实施例，但这些实施例只是以示例的方式给出的，不应认为是对 本专利技术的限制。此外，由以下说明可以明了本专利技术的更大的应用范围。但是，详 细的说明和特定的事例是为说明本专利技术的优选的实施方式，只是用于 示例，显而易见的是从该详细的说明，本领域人员可以明了本专利技术 的思想以及范围的各种变形及改良。如上所述，根据专利技术，通过另外配置与从电子倍增部的电子放出 端延伸的配线部相连接的控制电极，并将施加在电子入射端与电子放 出端之间的电压施加在电子入射端与控制电极之间，可以在该电子倍 增部形成有电位梯度的状态下，使电子放出端的电位低于现有技术中 的电位。其结果是，可以使电子倍增部的电子放出端与阳极之间具有 足够的电位差，使在电子倍增部内被级联倍增的二次电子可以有效地 被导入阳极(得到稳定的检测精度)。附图说明图1为本专利技术的光电子倍增器的第1实施例的结构的立体图。图2为图1所示的光电子倍增器的组装工序图。图3为沿图1中W线的光电子倍增器的结构的截面图。图4为图1所示的光电子倍增器的电子倍增部的结构的立体图。图5为用于说明本专利技术的光电子倍增器的效果而准备的比较例的 结构以及电位梯度的示意图。图6为用于说明第1实施例的光电子倍增器中控制电极的代表性的配置以及电位梯度。图7为用于说明第1实施例的光电子倍增器中控制电极的另外的 配置以及电位梯度。图8为用于说明第1实施例的光电子倍增器中控制电极的其它的 配置以及电位梯度。图9为用于说明图l所示的光电子倍增器的制造工序的图(之一)。图10为用于说明图1所示的光电子倍增器的制造工序的图(之二)。图11为本专利技术的光电子倍增器适用的检测模块的结构示意图。符号的说明la:光电子倍增器、2:上侧框、3:侧壁框、4:下侧框(玻璃基 板)、22:光电面、31:电子倍增部、32:阳极、42:阳极端子、320:控制电极具体实施例方式以下，利用图1 图11详细说明本专利技术涉及的光电子倍增器的各 实施例。其中在对附图的说明中，相同的部分被赋予相同的符号，重 复的说明被省略。图1为本专利技术的光电子倍增器的第1实施例的结构的立体示意图。该图1所示的光电子倍增器la为具有透过型的光电面的光电子倍增 器，具有由上侧框2 (玻璃基板)、侧壁框3 (硅基板)以及下侧框4 (玻璃基板)构成的外围器。该光电子倍增器la构成为，使电子倍增部中的电子的行进方向与朝向光电面的光的入射方向相交，即，当光从图1中的箭头A所示的方向入射时，从光电面放出的电子入射至电 子倍增部，并使该光电子在箭头B的方向上行进，并由此使二次电子 级联倍增。下面对各组成要素进行说明。图2为将图1所示的光电子倍增器la分解为上侧框2、侧壁框3 以及下侧框4的立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.光电子倍增器，其特征在于，具有外围器，其内部被维持为真空状态；光电面，收容于所述外围器内，与经过该外围器取入的光相对应向该外围器内部放出电子；电子倍增部，收容于所述外围器内，具有沿电子的行进方向延伸的沟部；阳极，收容于所述外围器内，用于将由所述电子倍增部级联倍增的电子中到达的电子作为信号取出；以及控制电极，是配置在包围所述电子倍增部以及所述阳极的所述外围器的内部空间中的一个或一个以上的控制电极，分别与放出级联倍增后的电子的所述电子倍增部的电子放出端电连接，同时被设定为具有比该电子放出端高的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：久嶋浩之，下井英树，杉山浩之，木下仁志，木村末则，增田祐司，大村孝幸，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：