專利名稱：光電倍增管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)來自外部的入射光的光電倍增管。
背景技術(shù)：
歷來，使用精細(xì)加工技術(shù)的小型的光電倍增管的開發(fā)一直在進(jìn)行。例如，公知在透光性的絕緣基板上配置有光電面、倍增極以及陽極的平面型光電倍增管(參照下述專利文獻(xiàn)1)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠以高的可信度實(shí)現(xiàn)微弱光的檢測(cè)，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另外，在光電倍增管中，為了提高多級(jí)被層疊而構(gòu)成的倍增極間電子的收集效率，而在各倍增極上設(shè)置朝向上級(jí)側(cè)的貫通孔突出的加速電極部的結(jié)構(gòu)(參照下述專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 美國(guó)專利第5，264, 693號(hào)說明書專利文獻(xiàn)2 日本特開平8-17389號(hào)公報(bào)但是，在上述那樣的現(xiàn)有的光電倍增管中，在小型化的情況下因?yàn)楣怆娒婧碗娮颖对霾恳沧冃?，所以有檢出的信號(hào)量小的趨勢(shì)。因此，謀求在電子倍增部中得到更高的電子倍增效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明是鑒于這樣的課題而完成的，其目的是提供一種光電倍增管，其即使在小型化的情況下，通過提高從前級(jí)的倍增極向后級(jí)的倍增極的電子的導(dǎo)入效率而能夠得到更高的電子倍增效率。為解決上述課題，本發(fā)明的光電倍增管的特征在于，具有外圍器，具有至少內(nèi)表面由絕緣材料形成的基板；電子倍增部，具有沿從外圍器的內(nèi)表面上的一端側(cè)朝向另一端側(cè)的方向依次隔開排列的N級(jí)(N是2以上的整數(shù))的倍增極；光電面，在外圍器內(nèi)的一端側(cè)與電子倍增部隔開設(shè)置，將來自外部的入射光轉(zhuǎn)換為光電子并射出光電子；以及陽極部，在外圍器內(nèi)的另一端側(cè)從電子倍增部隔開設(shè)置、將由電子倍增部倍增的電子作為信號(hào)讀??； N級(jí)的倍增極分別具有配置于內(nèi)表面上、形成有二次電子射出面的多個(gè)柱狀部，在多個(gè)柱狀部中的鄰接的柱狀部之間形成具有二次電子射出面的電子倍增路徑，第M+1級(jí)(M是大于等于1小于N的整數(shù))的倍增極的柱狀部中對(duì)著第M級(jí)的倍增極的柱狀部的相對(duì)面被形成為， 將與第M級(jí)的倍增極的柱狀部的二次電子射出面的另一端側(cè)的端部相對(duì)的部位作為基準(zhǔn)， 相對(duì)面的沿內(nèi)表面的方向的兩側(cè)的端部向一端側(cè)突出。根據(jù)這樣的光電倍增管，通過入射光入射至光電面而轉(zhuǎn)換為光電子，通過該光電子入射至由外圍器內(nèi)的內(nèi)表面上的多級(jí)倍增極形成的電子倍增路徑而倍增，將被倍增后的電子作為電信號(hào)從陽極讀取。這里，各倍增極因?yàn)榫哂行纬捎信c電子倍增路徑連接的二次電子射出面的多個(gè)柱狀部，后級(jí)側(cè)的倍增極的柱狀部對(duì)于前級(jí)側(cè)的相對(duì)面，以與前級(jí)側(cè)的倍增極的二次電子射出面的后級(jí)側(cè)端部相對(duì)的部位為中心，沿基板的內(nèi)表面的兩個(gè)端部突出，所以能夠提高前級(jí)側(cè)的倍增極的電子倍增路徑內(nèi)的二次電子射出面附近的電位，能夠從前級(jí)側(cè)的倍增極向后級(jí)側(cè)的倍增極高效率地導(dǎo)入倍增電子。其結(jié)果，能夠得到高的電子倍增效率。優(yōu)選為第M級(jí)的倍增極的柱狀部中對(duì)著第M+1級(jí)的倍增極的柱狀部的相對(duì)面，以與第M+1級(jí)的倍增極的端部相對(duì)的部位向一端側(cè)凹陷的方式形成。在這種情況下，通過后級(jí)側(cè)的倍增極的前級(jí)側(cè)相對(duì)面而被推出的電場(chǎng)容易被導(dǎo)入前級(jí)側(cè)的倍增極，能夠使電子倍增路徑中的電位上升從而更加提高電子倍增效率。另外，優(yōu)選為N級(jí)的倍增極分別具有形成于多個(gè)柱狀部的內(nèi)表面?zhèn)鹊亩瞬?、電連接多個(gè)柱狀部的基座部，第M級(jí)的倍增極的基座部以在與第M+1級(jí)的倍增極的柱狀部的端部對(duì)應(yīng)的部位向一端側(cè)凹陷的方式形成。若采用這樣的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟軌蛱岣哙徑拥募?jí)的倍增極間的耐電壓特性，所以能夠使倍增極彼此更加接近。其結(jié)果，因?yàn)槟軌驈那凹?jí)側(cè)的倍增極向后級(jí)側(cè)的倍增極高效率地導(dǎo)入倍增電子，所以能夠更加提高電子倍增效率。另外，優(yōu)選為所述陽極部具有電子捕獲部，該電子捕獲部以與所述第N級(jí)的倍增極的所述電子倍增路徑相對(duì)、向另一端側(cè)凹陷的方式形成。通過具有這樣的電子捕獲部，能夠高效率地捕獲來自第N級(jí)的倍增極的倍增電子。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式的光電倍增管的立體圖。圖2是圖1的光電倍增管的分解立體圖。圖3是圖1的側(cè)壁框架的平面圖。圖4是表示圖1的側(cè)壁框架以及下側(cè)框架的主要部分的局部剖開的立體圖。圖5是放大表示圖3的電子倍增部的一部分的平面圖。圖6(a)是從背面?zhèn)瓤磮D1的上側(cè)框架的底面圖，(b)是圖1的側(cè)壁框架的平面圖。圖7是表示圖6的上側(cè)框架與側(cè)壁框架的連接狀態(tài)的立體圖。圖8是表示通過圖5的電子倍增部生成的電位分布的圖。圖9是本發(fā)明的變形例的光電倍增管的分解立體圖。圖10是本發(fā)明的變形例的光電倍增管的分解立體圖。圖11是表示本發(fā)明的比較例的電子倍增部中的電位分布的圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的光電倍增管的優(yōu)選的實(shí)施方式。順便說，在附圖的說明中，給同一或者相當(dāng)部分附以同一符號(hào)，省略重復(fù)的說明。圖1是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式的光電倍增管1的立體圖，圖2是圖1的光電倍增管1的分解立體圖。圖1表示的光電倍增管1是具有透過型的光電面的光電倍增管，具有通過上側(cè)框架2、側(cè)壁框架3、相對(duì)于上側(cè)框架2夾著側(cè)壁框架3并相對(duì)的下側(cè)框架(基板)4構(gòu)成的外圍器，即框體5。該光電倍增管1是一種如下所述的電子管，光向光電面入射的方向與電子倍增部?jī)?nèi)的電子的倍增方向交叉，即當(dāng)光從圖1的箭頭A表示的方向入射時(shí)，從光電面射出的光電子向電子倍增部入射，在用箭頭B表示的方向上級(jí)聯(lián)放大二次電子，并從陽極部讀取信號(hào)。此外，在以下的說明中，把沿電子倍增方向、電子倍增路徑(電子倍增通道)的上游側(cè)(光電面?zhèn)?作為“一端側(cè)”，把下游側(cè)(陽極部側(cè))作為“另一端側(cè)”。接著詳細(xì)說明光電倍增管1的各結(jié)構(gòu)要素。如圖2所示，上側(cè)框架2是將矩形平板狀的配線基板20作為基體而構(gòu)成的，所述配線基板20是以絕緣性陶瓷作為主材料的。作為這樣的配線基板，可進(jìn)行細(xì)微的配線設(shè)計(jì)，而且能夠自由設(shè)計(jì)表里配線圖形的LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics 低溫同時(shí)燒成陶瓷)等的多層配線基板被使用。在配線基板20中，在其主面20b上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電端子201A D，其與側(cè)壁框架3、后述的光電面41、聚焦電極31、壁狀電極32、電子倍增部33以及陽極部34電連接并且實(shí)行從外部的供電和信號(hào)讀取。導(dǎo)電端子201A是作為側(cè)壁框架3的供電用端子，導(dǎo)電端子201B是作為光電面41和聚焦電極31以及壁狀電極32 的供電用的端子，導(dǎo)電端子201C是作為電子倍增部33的供電用端子，導(dǎo)電端子201D是作為陽極部34的供電以及信號(hào)讀取用的端子而被分別設(shè)置。這些導(dǎo)電端子201A D與導(dǎo)電膜或者與導(dǎo)電端子(下文詳細(xì)描述)互相連接，所述導(dǎo)電膜或者與導(dǎo)電端子在配線基板20 的內(nèi)部與主面20b相對(duì)的絕緣性相對(duì)面20a上，并且這些導(dǎo)電膜、導(dǎo)電端子與側(cè)壁框架3、 光電面41、聚焦電極31、壁狀電極32、電子倍增部33、以及陽極部34相連接。另外，上側(cè)框架2并不限于設(shè)置有導(dǎo)電端子201的多層配線基板，也可以是進(jìn)行從外部的供電和信號(hào)讀取的導(dǎo)電端子被貫通設(shè)置、由玻璃基板等的絕緣材料構(gòu)成的板狀部件。側(cè)壁框架3將矩形平板狀的硅基板30作為基體而構(gòu)成。從硅基板30的主面30a 朝著與其相對(duì)的面30b形成有被框狀側(cè)壁部302圍繞的貫通部301。該貫通部301其開口為矩形，并且以其外周沿著硅基板30的外周的方式形成。在該貫通部301內(nèi)部，從一端側(cè)向另一端側(cè)配置有壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34。這些壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34是通過由RIE(Reactive IonEtching)加工等方法來對(duì)硅基板30進(jìn)行加工而被形成的，且將硅作為主要材料。壁狀電極32從與后述的玻璃基板40的相對(duì)面40a進(jìn)行正對(duì)的方向(與相對(duì)面 40a的大致垂直方向，與用圖1的箭頭A表示的方向相反的方向)看是以圍繞后述的光電面 41的方式而形成的框狀電極。另外，聚焦電極31是為了對(duì)從光電面41放出的光電子進(jìn)行聚焦并用于向電子倍增部33進(jìn)行引導(dǎo)的電極，被設(shè)置于光電面41與電子倍增部33之間。電子倍增部33是由沿著從光電面41朝著陽極部34的電子倍增方向(由圖1箭頭 B所表示的方向，以下相同)被設(shè)定為不同電位的N級(jí)(N為2以上的整數(shù))的倍增極(電子倍增部)所構(gòu)成，橫跨各級(jí)而具有多個(gè)電子倍增路(電子倍增通道)。另外，陽極部34與光電面41 一起被配置于夾持電子倍增部33的位置上。這些壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34分別是由使用了陽極部接合、擴(kuò)散接合、進(jìn)而采用低熔點(diǎn)金屬(例如銦)等的密封材料的接合等而被固定于下側(cè)框架4，并且由此在該下側(cè)框架4上二維配置。下側(cè)框架4將矩形平板狀的玻璃基板40作為基體而構(gòu)成。該玻璃基板40是由作為絕緣材料的玻璃形成相對(duì)于配線基板20的相對(duì)面20a的、作為框體5內(nèi)面的相對(duì)面40a。 在相對(duì)面40a上，與側(cè)壁框架3的貫通部301相對(duì)的部位(除了與側(cè)壁部302的接合區(qū)域之外的部位)且與陽極部34—側(cè)相反側(cè)的端部形成有作為透過型光電面的光電面41。另夕卜，相對(duì)面40a上搭載有的電子倍增部33以及陽極部34的部位形成有用于防止向倍增電子相對(duì)面40a的入射的矩形狀洼坑部(凹部)42。參照?qǐng)D3 圖5，詳細(xì)說明有關(guān)光電倍增管1的內(nèi)部構(gòu)造。圖3是圖1的側(cè)壁框架 3的平面圖，圖4是表示圖1的側(cè)壁框架3以及下側(cè)框架4主要部分的一部分破斷立體圖， 圖5是放大表示圖3的電子倍增部33的平面圖。如圖3所示，貫通部301內(nèi)的電子倍增部33是由從相對(duì)面40a上的一端側(cè)朝著另一端側(cè)(朝著電子倍增方向的箭頭B所指示的方向)依次分離排列的多級(jí)倍增極33a 331所構(gòu)成的。這些多級(jí)倍增極33a 331形成多個(gè)排列的電子倍增通道C，該電子倍增通道C是由沿著箭頭B的指示方向從一端側(cè)的第1級(jí)的倍增極33a到另一端側(cè)最終級(jí)(第N 級(jí))的倍增極331以連續(xù)的方式被設(shè)置的N個(gè)電子倍增孔所構(gòu)成的。另外，光電面41與一端側(cè)的第1級(jí)電子倍增器33a在夾持著聚焦電極31的相對(duì)面40a上的一端側(cè)是隔開設(shè)置的。該光電面41在玻璃基板40的相對(duì)面40a上作為矩形狀的透過型光電面而形成。從外部透過作為下側(cè)框架4的玻璃基板40的入射光在到達(dá)了光電面41之后對(duì)應(yīng)于該入射光的光電子被放出，且該光電子由壁狀電極32以及聚焦電極31 而被引導(dǎo)到第1級(jí)倍增極33a。另外，陽極部34在相對(duì)面40a上的另一端側(cè)與另一端側(cè)的最終級(jí)的倍增極331隔開設(shè)置。該陽極部34是用于把在箭頭B表示的方向上在電子倍增部33的電子倍增通道C 內(nèi)經(jīng)倍增的電子作為電信號(hào)讀取到外部的電極。另外，在陽極部34上具有電子捕獲部70， 其以與最終級(jí)的倍增極331的電子倍增通道C相對(duì)、從倍增極331的相對(duì)面朝向相對(duì)面40a 的另一端側(cè)凹陷的方式形成。電子捕獲部70在與倍增極331的二次電子射出面相同的一側(cè)具有使電子入射口 71變窄的突起部72。參照?qǐng)D4以及圖5，更加詳細(xì)地說明電子倍增器33的結(jié)構(gòu)。多級(jí)的倍增極33a 33d以在下側(cè)框架4的相對(duì)面40a上形成的凹陷部42的底部上離開凹陷部42的底部的方式配置。倍增極33a由多個(gè)柱狀部51a和基座部5 構(gòu)成，所述多個(gè)柱狀部51a沿相對(duì)面 40a在與電子倍增方向大致垂直的方向上排列，由朝向上側(cè)框架2的相對(duì)面20a大致垂直延伸；所述基座部5 與在該多個(gè)柱狀部51a的凹陷部42側(cè)的端部連續(xù)形成、沿凹陷部42的底部在與電子倍增方向大致垂直的方向上延伸。該基座部5 具有使多個(gè)柱狀部51a互相電氣連接，并且與凹陷部42的底部隔開而支撐多個(gè)柱狀部51a的作用。關(guān)于倍增極3 33d，關(guān)于各多個(gè)柱狀部51b 51d以及基座部52b 52d，也都有與倍增極33a同樣的結(jié)構(gòu)。 此外，在本實(shí)施方式中，在倍增極33a 33d中，多個(gè)柱狀部51a 51d以及基座部52a 52d分別可以一體形成，也可以分體形成柱狀部和基座部。另外，圖中未表示，不過倍增極 3 331也具有同樣的結(jié)構(gòu)。通過這些多級(jí)的倍增級(jí)33a 33d的多個(gè)柱狀部51a 51d，形成伴隨光電子的入射級(jí)聯(lián)放大二次電子的電子倍增通道。為方便起見，選出倍增級(jí)33c 33e中的一個(gè)電子倍增通道C更詳細(xì)地說明。即如圖5所示，在對(duì)于各個(gè)倍增級(jí)33c 33e的多個(gè)柱狀部 51c 51e中的與電子倍增方向垂直的方向上鄰接的柱狀部之間，形成電子倍增通道C，該電子倍增通道C通過多級(jí)的倍增級(jí)33c 3 朝向電子倍增方向蛇形地形成。另外，在與各個(gè)柱狀部51c、51d、51e的電子倍增通道C連接的壁面中，在與電子入射口 63c、63d、6;3e 相對(duì)的由大約圓弧形狀組成的壁面上，形成二次電子射出面53c、53d、53e。此外，該電子倍增通道C在全部倍增極33a 331之間在與電子倍增方向垂直的方向上并排設(shè)置多個(gè)。
這里，后級(jí)側(cè)的倍增極3 的柱狀部51e中對(duì)于前級(jí)側(cè)的倍增極33d的柱狀部51d 的相對(duì)面5 具有以下那樣的形狀。具體說，相對(duì)面5 成為，以與前級(jí)側(cè)的倍增極33d的二次電子射出面53d的電子倍增方向(另一端)側(cè)的端部64d相對(duì)的部位55e為基準(zhǔn)，沿相對(duì)面40a的方向的端部56e、57e的兩者在電子倍增方向的反方向(一端側(cè)，箭頭B的方向的逆方向)上突出的形狀。換言之，該相對(duì)面5 具有以通過與電子倍增方向垂直的端部56e、57e的平面Pl為基準(zhǔn)，沿相對(duì)面40a的包含部位55e的截面形狀在電子倍增方向上凹陷的形狀。進(jìn)而，相對(duì)面Me，在從正對(duì)下側(cè)框架4的相對(duì)面40a的方向看的情況下，從端部56e到部位55e，以及從端部57e到部位55e，兩者都具有朝向另一端側(cè)凹陷的平緩的大致圓弧形狀，從而作為全體具有在另一端側(cè)凹陷的平緩的大致圓弧形狀。另外，前級(jí)側(cè)的倍增極33d的柱狀部51d中對(duì)于后級(jí)側(cè)的倍增極33e的柱狀部51e的相對(duì)面54d成為與柱狀部51e對(duì)應(yīng)的形狀。即，相對(duì)面Md以與相對(duì)面Me的端部57e相對(duì)的部位58d在對(duì)于電子倍增方向的反方向(一端側(cè))凹陷的方式形成，在柱狀部51d的相對(duì)面54d與柱狀部 51e的相對(duì)面5 面對(duì)的區(qū)域內(nèi)，電子倍增方向的兩面間的間隔大體均勻。另外，基座部52d、5&具有與上述那樣的柱狀部51d、51e的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。具體說，在基座部52e中，與柱狀部51e的兩端部56e、57e對(duì)應(yīng)的部位59e、60e成為在電子倍增方向的逆方向上突出那樣的形狀。另外，在基座部52d中，與柱狀部51d的部位58d對(duì)應(yīng)的部位61d具有在電子倍增方向的逆方向上凹陷的形狀。另外，在基座部52d中，與基座部 52e的部位59e相對(duì)的部位62d具有在電子倍增方向的逆方向上凹陷的形狀。即在基座部 52d,52e中，電子倍增方向中的兩者間的間隔也成為大體均勻。此外，多級(jí)的倍增極33a 331，鄰接的第M級(jí)以及第M+1級(jí)(1彡M < 12)的倍增極間的相對(duì)面的形狀具有與上述的形狀同樣的形狀。另外，在最終級(jí)的倍增極331與陽極部34之間的各個(gè)相對(duì)面中也具有與上述的形狀同樣的形狀。接著參照?qǐng)D6以及圖7說明光電倍增管1的配線結(jié)構(gòu)。圖6中，(a)是從反面20a 側(cè)看上側(cè)框架2的底面圖，(b)是側(cè)壁框架3的平面圖，圖7是表示上側(cè)框架2與側(cè)壁框架 3的連接狀態(tài)的立體圖。如圖6(a)所示，在上側(cè)框架2的背面20a上，設(shè)置與導(dǎo)電端子201B、201C、201D的各個(gè)在上側(cè)框架2的內(nèi)部電氣連接的多個(gè)導(dǎo)電膜202，設(shè)置與導(dǎo)電端子201A在上側(cè)框架2 的內(nèi)部電氣連接的多個(gè)導(dǎo)電端子203。另外如圖6(b)所示，在電子倍增部33以及陽極部 34的端部分別豎立設(shè)置與導(dǎo)電膜202連接用的供電部36、37，在壁狀電極32的角部，豎立設(shè)置與導(dǎo)電膜202連接用的供電部38。另外聚焦電極31通過與壁狀電極32在下側(cè)框架4 側(cè)一體形成，與壁狀電極32電連接。進(jìn)而，在壁狀電極32上，在下側(cè)框架4的相對(duì)面40a側(cè)一體形成矩形平板狀的連接部39，并且該連接部39與在相對(duì)面40a上電連接于光電面41 而形成的導(dǎo)電膜(未圖示)接合，從而壁狀電極32與光電面41電連接。當(dāng)上述結(jié)構(gòu)的上側(cè)框架2與側(cè)壁框架3接合時(shí)，導(dǎo)電端子203與側(cè)壁框架3的側(cè)壁部302電連接。同時(shí)電子倍增部33的供電部36、陽極部34的供電部37、以及壁狀電極 32的供電部38通過金(Au)等組成的導(dǎo)電部件獨(dú)立地與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電膜202連接。通過這樣的連接結(jié)構(gòu)，側(cè)壁部302、電子倍增部33、陽極部34分別能夠與導(dǎo)電端子201A、201C、201D 電連接，并且壁狀電極32與聚焦電極31以及光電面41 一起與導(dǎo)電端子201B電連接(圖 7)。
根據(jù)以上說明的光電倍增管1，入射光通過入射至光電面41轉(zhuǎn)換為光電子，該光電子通過入射至由在框架5內(nèi)的內(nèi)表面40a上的多級(jí)倍增極33a 331形成的電子倍增通道C而被倍增，倍增后的電子作為電信號(hào)從陽極部34讀取。這里，各倍增極33a 3 具有構(gòu)成電子倍增通道C的形成二次電子射出面的多個(gè)柱狀部51a 51e，后級(jí)側(cè)的倍增極33e 的柱狀部51e朝向前級(jí)側(cè)的相對(duì)面Me，因?yàn)橐耘c前級(jí)側(cè)的柱狀部51d的二次電子射出面 53d的后級(jí)側(cè)端部相對(duì)的部位55e為中心，沿下側(cè)框架4的內(nèi)表面40a的兩者的端部56e、 57e突出，所以通過使前級(jí)側(cè)的倍增極33d的電子倍增通道C內(nèi)帶有后級(jí)側(cè)的倍增極3 的電位，能夠提高二次電子射出面53d附近的電位，能夠從前級(jí)側(cè)的倍增極33d向后級(jí)側(cè)的倍增極33e高效率地引導(dǎo)倍增電子。另外，因?yàn)榕c前級(jí)側(cè)的倍增極33d朝向后級(jí)側(cè)的倍增極 33e的相對(duì)部分以凹陷的方式形成與倍增極3 的端部57e相對(duì)的部位61d，所以通過后級(jí)側(cè)的倍增極33e的前級(jí)側(cè)的相對(duì)面5 推出的電場(chǎng)以不受由前級(jí)側(cè)的倍增極33d施加的電位的影響的方式容易導(dǎo)入倍增極33d側(cè)，能夠使電子倍增通道C內(nèi)的電位上升，更加提高電子倍增效率。其結(jié)果，即使使電子倍增部33小型化也能得到高的電子倍增效率。進(jìn)而，因?yàn)榍凹?jí)側(cè)的倍增極33d的基座部52d，在與后級(jí)側(cè)的倍增極33e的柱狀部 51e的端部56e對(duì)應(yīng)的部位62d處在一端側(cè)以凹陷的方式形成，所以能夠提高連接的倍增極 33d,33e之間的耐電壓特性。因此能夠使倍增極33(1、3加接近，其結(jié)果，因?yàn)槟軌驈那凹?jí)側(cè)的倍增極33d向后級(jí)側(cè)的倍增極3 高效率地引導(dǎo)倍增電子，所以能夠更加提高電子倍增效率。另外，在鄰接的倍增極33d、33e中，因?yàn)槟軌蚴闺娮颖对龇较蛏系膬烧唛g的間隔大體均勻，所以能夠更加提高耐電壓特性，同時(shí)能夠消除由RIE等引起的加工時(shí)的形狀的誤差， 提高形狀的再現(xiàn)性。進(jìn)而，因?yàn)樵陉枠O部34上以與最終級(jí)的倍增極331的電子倍增通道相對(duì)的方式， 以從與倍增極331的相對(duì)面朝向相對(duì)面40a的另一端側(cè)凹陷的方式形成的電子捕獲部70， 所以能夠以凹陷的方式形成的電子捕獲部70高效率地捕獲從最終級(jí)的倍增極331來的倍增電子。進(jìn)而，因?yàn)殡娮硬东@部70在與倍增極331的二次電子射出面相同的一側(cè)具有為使電子入射口 71變窄的突起部72，所以成為將導(dǎo)入電子捕獲部70內(nèi)的倍增電子封閉的狀態(tài)， 由此能夠更可靠地把倍增電子作為檢測(cè)信號(hào)使用。進(jìn)而，因?yàn)樵谧罱K級(jí)的倍增極331和陽極部34之間的各個(gè)相對(duì)面上也具有與上述的鄰接的倍增極間的相對(duì)面同樣的形狀，所以能夠以將來自最終級(jí)的倍增極331的電子高效率地導(dǎo)向陽極34的電子捕獲部70內(nèi)的方式而形成電場(chǎng)。圖8是表示本實(shí)施方式的電子倍增部33中從沿相對(duì)面40a看的電位分布的圖，圖 11是表示作為本發(fā)明的比較例的電子倍增部933中從沿相對(duì)面40a看的電位分布的圖。這里，假定電子倍增部933中倍增極933c 93 的各個(gè)相對(duì)面具有沿垂直于電子倍增方向的平面的平面形狀。這樣，由電子倍增部33生成的電位E1與由電子倍增部933生成的電位氏相比，在電子倍增通道C內(nèi)在一端側(cè)深入，可知二次電子射出面附近的電位變得比射出電子的電極的電位(倍增極自身的電位)高。另外，在這種情況下由光電倍增管1得到的輸出增益對(duì)于比較例為4. 47倍，得到二次電子倍增率平均高13%左右這樣的結(jié)果。此外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式。例如，關(guān)于本實(shí)施方式的配線結(jié)構(gòu)也可以采用各種變形方式。例如如圖9所示，也可以構(gòu)成為貫通下側(cè)框架4C形成導(dǎo)電端子401，通過該導(dǎo)電端子401對(duì)光電面41、壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34供電。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠獨(dú)立地對(duì)在上側(cè)框架2上形成的導(dǎo)電膜202(圖6(a))和各電極獨(dú)立地供電。 另外，如圖10所示，也可以將設(shè)置有導(dǎo)電端子401的下側(cè)框架4C，和除去了導(dǎo)電端子201A 201D的上側(cè)框架2C組合。在這種情況下，作為上側(cè)框架2C，使用在背面?zhèn)刃纬捎卸鄠€(gè)導(dǎo)電膜202的絕緣性基板。通過在這樣的組合中使用參照?qǐng)D6說明的配線結(jié)構(gòu)，能夠從下側(cè)框架4C的導(dǎo)電端子401通過壁狀電極32、電子倍增部33、以及陽極部34對(duì)上側(cè)框架2C的導(dǎo)電膜202供電。
權(quán)利要求
1.一種光電倍增管，其特征在于，具有外圍器，具有至少內(nèi)表面由絕緣材料形成的基板；電子倍增部，具有沿從所述外圍器的所述內(nèi)表面上的一端側(cè)朝向另一端側(cè)的方向依次隔開排列的N級(jí)的倍增極，其中，N是2以上的整數(shù)；光電面，在所述外圍器內(nèi)的所述一端側(cè)與所述電子倍增部隔開設(shè)置，將來自外部的入射光轉(zhuǎn)換為光電子并射出所述光電子；以及陽極部，在所述外圍器內(nèi)的所述另一端側(cè)與所述電子倍增部隔開設(shè)置，將由所述電子倍增部倍增的電子作為信號(hào)讀取，所述N級(jí)的倍增極分別具有配置于所述內(nèi)表面上且形成有二次電子射出面的多個(gè)柱狀部，在所述多個(gè)柱狀部中的鄰接的柱狀部之間形成具有所述二次電子射出面的電子倍增路徑，第M+1級(jí)的倍增極的所述柱狀部中對(duì)著第M級(jí)的倍增極的所述柱狀部的相對(duì)面被形成為，將與所述第M級(jí)的倍增極的所述柱狀部的所述二次電子射出面的所述另一端側(cè)的端部相對(duì)的部位作為基準(zhǔn)，所述相對(duì)面的沿所述內(nèi)表面的方向的兩側(cè)的端部向所述一端側(cè)突出，其中，M是大于等于1小于N的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電倍增管，其特征在于，所述第M級(jí)的倍增極的所述柱狀部中對(duì)著所述第M+1級(jí)的倍增極的所述柱狀部的相對(duì)面被形成為，與所述第M+1級(jí)的倍增極的所述端部相對(duì)的部位向所述一端側(cè)凹陷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電倍增管，其特征在于，所述N級(jí)的倍增極分別具有形成于所述多個(gè)柱狀部的所述內(nèi)表面?zhèn)鹊亩瞬坎㈦娺B接所述多個(gè)柱狀部的基座部，所述第M級(jí)的倍增極的所述基座部被形成為，與所述第M+1級(jí)的倍增極的所述柱狀部的所述端部對(duì)應(yīng)的部位向所述一端側(cè)凹陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的光電倍增管，其特征在于，所述陽極部具有電子捕獲部，該電子捕獲部被形成為，與所述第N級(jí)的倍增極的所述電子倍增路徑相對(duì)并向另一端側(cè)凹陷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電倍增管(1)，具有具有沿框體(5)的內(nèi)表面(40a)上的電子倍增方向排列的多級(jí)的倍增極(33a～331)的電子倍增部(33)；在框體(5)內(nèi)與電子倍增部(33)隔開設(shè)置的光電面(41)以及陽極部(34)，倍增極(33c～33e)分別具有形成有二次電子射出面(53c～53e)的多個(gè)柱狀部(51c～51e)，在鄰接的柱狀部之間形成電子倍增通道(C)，后級(jí)側(cè)的柱狀部(51e)中對(duì)著前級(jí)側(cè)的柱狀部(51d)的相對(duì)面(54e)，以將與柱狀部(51d)的二次電子射出面(53d)的另一端側(cè)的端部相對(duì)的部位(55e)作為基準(zhǔn)，沿相對(duì)面(54e)的內(nèi)表面(40a)的方向的兩端部(56e、57e)向一端側(cè)突出的方式形成。
文檔編號(hào)H01J43/04GK102468110SQ201010589518
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者下井英樹, 久嶋浩之 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社