專利名稱：光電子倍增管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種光電子倍增管，所述光電子倍增管響應(yīng)光電子 的入射，通過分多段依次放出二次電子從而來實現(xiàn)二次電子的級聯(lián)倍 增。
背景技術(shù)：
近年來，在核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，正積極尋求作為下一代PET (Positron-Emission Tomography:正電子發(fā)射斷層照相)裝置的 TOF-PET(Time-of-Flight-PET:飛行時間PET)的發(fā)展。特別是TOF-PET 裝置，因為同時測量從投入體內(nèi)的放射性同位素放出的兩個Y射線， 所以作為以環(huán)繞被拍攝體的形式配置的測定器，使用大量的具有卓越 的高速響應(yīng)性的光電子倍增管。
特別是為了實現(xiàn)更加穩(wěn)定的高速響應(yīng)性，準(zhǔn)備多個電子倍增通道， 在上述多個電子倍增通道上并行并實行電子倍增的多通道電子倍增器 適用于如上所述下一代PET的實例正在日益增多。例如專利文獻(xiàn)1所 記載的多通道電子倍增管，具有被劃分成多個光入射區(qū)域(均是被分 配為一個電子倍增通道的光電陰極)的l個入射面板，同時，具有在l 個玻璃管內(nèi)封入被分配為上述多個光入射區(qū)域的電子倍增通道的多個 電子倍增部(由多段的倍增電極(dynode)構(gòu)成的倍增電極單元，和 陽極構(gòu)成)。如上所述， 一般將在l個玻璃管內(nèi)具有多個光電子倍增管 構(gòu)造的光電子倍增管稱為多通道光電子倍增管。
如上所述，多通道光電子倍增管具備，通過使從配置在入射面板 上的光電陰極放出的光電子在一個電子倍增部中進(jìn)行電子倍增而得到 陽極輸出的單通道光電子倍增管的功能的構(gòu)造。例如，在將4個光入 射區(qū)域(電子倍增通道用的光電陰極)以二維進(jìn)行配置的多通道電子 倍增器中，在著眼于一個電子倍增通道時，由于相對于入射面板光電 子放出區(qū)域(光電陰極的有效區(qū)域)成1/4以下，因此在各個電子倍增 通道中的電子走行時間差也容易改善。其結(jié)果，與在單通道光電子倍增管全體中的電子走行時間差比較，能夠期待在多通道電子倍增器全 體中的電子走行時間差的大幅度的改善。
專利文獻(xiàn)1:國際公開WO2005/091332號公報小冊子

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人對上述以往的多通道光電子倍增管作了研究，其結(jié)果發(fā) 現(xiàn)了如以下所述的課題。即，在以往的多通道光電子倍增管中，為了 對應(yīng)于來自光電陰極的光電子的放出位置而以預(yù)先被分配的電子倍增 通道來進(jìn)行電子倍增，因此，對于各電極配置以降低每個電子倍增通 道的電子走行時間差的方式來進(jìn)行最適宜設(shè)計。如上所述，通過改善 在各個電子倍增通道中的電子走行時間差，改善多通道光電子倍增管 全體的電子走行時間差，其結(jié)果提高了多通道光電子倍增管全體的高 速響應(yīng)性。
然而，上述的多通道光電子倍增管，對于電子倍增通道間的平均 電子走行時間差的不均勻，沒有得到絲毫的改善。因此，有必要更進(jìn) 一步改善高速響應(yīng)性。
本發(fā)明是為了解決如上所述的課題而做出的研究，通過降低從光 電陰極放出的光電子的依賴于放出位置的光電子走行時間差的構(gòu)造， 而提供作為全體能夠大幅改善T.T.S (通過時間分布Transit Time Spread)或者C.T.T.D(陰極通過時間差Cathode Transit Time Difference) 等的響應(yīng)時間特性的光電子倍增管。
目前，正在開發(fā)附加有TOF (飛行時間Time-of-Flight)功能的 PET裝置。在該附有TOF功能的PET裝置中所使用的光電子倍增管， 其C.R.T (符合分辨時間Coincident Resolving Time)響應(yīng)特性也變得 很重要。以往的光電子倍增管已經(jīng)不能夠滿足對附有TOF功能的PET 裝置的C.R.T響應(yīng)特性的要求。為此，在本發(fā)明中，因為將現(xiàn)有的PET 裝置用作基礎(chǔ)，所以遵循維持真空管外徑的現(xiàn)狀，并可進(jìn)行滿足附有 TOF功能PET裝置的要求的C.R.T.測定為原則進(jìn)行設(shè)計。具體地說， 為了改善與C.R.T響應(yīng)特性相關(guān)的T.T.S，而分別對入射面板的全面上 的T.T.S.和各入射區(qū)域上的T.T.S.進(jìn)行改善，并以此為原則進(jìn)行設(shè)計。本發(fā)明的光電子倍增管至少具備密封容器，光電陰極以及電子倍 增部。密封容器具有沿著規(guī)定的管軸延伸的中空軀體。光電陰極設(shè)置 在密封容器內(nèi)，響應(yīng)規(guī)定波長的光的入射并向該密封容器內(nèi)放出光電 子。電子倍增部配置在密封容器內(nèi)，并包含級聯(lián)倍增從光電陰極放出 的光電子的多段倍增電極。
還有，電子倍增部具有上段單元和下段單元。這些上段單元以及 下段單元從光電陰極觀察，按照上段單元、下段單元的順序沿管軸配 置。
上段單元包含收束電極，網(wǎng)狀電極，多段倍增電極中來自光電陰 極的光電子所到達(dá)的第1倍增電極。收束電極配置在第1倍增電極和 光電陰極之間并設(shè)定為與該第1倍增電極相同的電位。網(wǎng)狀電極配置 在第1倍增電極和光電陰極之間并設(shè)定為與該第1倍增電極相同的電 位。
另外，下段單元包含多段倍增電極中除第1倍增電極以外的后級 倍增電極，和在把持該后段倍增電極的狀態(tài)下對其進(jìn)行保持的一對絕 緣支撐部件。
在本發(fā)明的光電子倍增管中，上段單元具有用于對沿著第1倍增 電極的長度方向排列的2個以上的電子倍增通道用的有效區(qū)域進(jìn)行分 隔的分隔板。通常在鄰接的電子倍增通道之間會發(fā)生串?dāng)_。發(fā)生在鄰 接的電子倍增通道之間的串?dāng)_會使在各個通道中的電子走行時間差顯 著地增加。對此，根據(jù)上述構(gòu)造，利用分隔板，在一方的電子倍增通 道中倍增的電子不會到達(dá)鄰接的其他電子倍增通道的有效區(qū)域。
該分隔板也可以包含收束電極的一部分(葉片(fin))。在此情況
下，隔離板可以僅包括從光電陰極向下段單元延伸的葉片，也可以是 還含有從下段單元向光電陰極延伸的其他葉片。上段單元包括，分別
與所述中空軀體的內(nèi)壁相接2個以上彈片，以將電子倍增部全體配置
在所述密封容器內(nèi)的規(guī)定位置，在此情況下，從光電陰極向下段單元 延伸的該彈性電極的一部分(葉片)也可以作為分隔板并行使其功能。 還有，可以利用以下詳細(xì)說明進(jìn)一步理解本發(fā)明的各個實施例。 這些實施例僅為例示，并不應(yīng)該認(rèn)為是對本發(fā)明的一種限定。另外，本發(fā)明的更進(jìn)一步應(yīng)用范圍可以由以下的詳細(xì)說明得到充 分的明了。然而，詳細(xì)地說明以及特定的事例雖然是表示本發(fā)明的最 佳實施例的手段，但是僅是例示，對于本領(lǐng)域工作人員來說在本發(fā)明 的思想以及范圍內(nèi)的各種變形以及改良是顯而易見的。
發(fā)明效果
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于分隔板的存在，在一方的電子倍 增通道中倍增的電子不會到達(dá)鄰接的其他電子倍增通道的有效區(qū)域。
因此，大幅度改善了 T.T.S或者C.T.T.D等的響應(yīng)時間特性。


圖1是表示本發(fā)明的光電子倍增管的一個實施例的概略構(gòu)成的半 剖圖。
圖2是從分別沿著圖1中的箭頭A以及箭頭B的方向觀看圖1所 示光電子倍增管的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
圖3是表示圖1所示光電子倍增管的入射面板的平面圖。
圖4是表示圖1所示光電子倍增管的分別沿著圖3所示I-I線、n-n
線以及ni-in線的截面構(gòu)造的圖。
圖5是表示圖1所示光電子倍增管的分別沿著圖3所示IV-IV線、 V-V線以及VI-VI線的截面構(gòu)造的圖。
圖6是用于說明在本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部的下段
單元的構(gòu)造的裝配工序圖。
圖7是用于說明構(gòu)成圖6所示下段單元的一部分的一對絕緣支撐 部件的構(gòu)造的圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部的上段單 元的構(gòu)造的裝配工序圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部的最終裝 配工序的立體圖。
圖IO是用于說明上段單元和下段單元的結(jié)合構(gòu)造的平面圖。
圖11是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的構(gòu)造的特征的立體圖。圖12作為本發(fā)明的光電子倍增管，表示具有4個電子倍增通道的 多通道光電子倍增管的入射面的平面圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的構(gòu)造的特征以及效果
并且也是用于說明來自光電陰極的光電子軌道的圖。
圖14是用于說明比較例的光電子倍增管中的光電子的軌道的圖。 符號說明
100 :密封容器
200 :上段單元
220 :網(wǎng)狀電極
234、 243a、 243b :分隔板
240 :彈性電極
310a、 310b :絕緣支持部件
110 :光電陰極 210 :分隔電極 230 :收束電極
300 :下段單元 400 :電子倍增部
具體實施例方式
以下是使用圖1 圖14來詳細(xì)說明本發(fā)明的光電子倍增管的實施 例。還有，在圖面的說明中，在相同的部位以及相同的要素上標(biāo)注相 同的符號從而省略重復(fù)說明。
圖1是表示本發(fā)明的光電子倍增管的一個實施例的概略構(gòu)成的半 剖圖。
本發(fā)明的光電子倍增管如圖1所示，具備密封容器100，在其底部 設(shè)置有用于使內(nèi)部減壓至規(guī)定的真空度的管(pipe) 600 (在抽真空后 當(dāng)中被實心化)，并且在該密封容器100內(nèi)部設(shè)置有光電陰極110以及 電子倍增部400。
上述密封容器100，由圓筒形的管軀體和芯柱(stem)(密封容器 IOO的底部)構(gòu)成，該管軀體具有在內(nèi)部形成有光電陰極110，多個插 針(lead pin) 500在貫通該芯柱的狀態(tài)下被支撐。電子倍增部400，利 用從芯柱向該密封容器100內(nèi)部延伸的插針500規(guī)定該密封容器100 內(nèi)部的管軸AX方向的設(shè)置位置。另外，電子倍增部400具有由上段 單元200和下段單元300構(gòu)成的雙重構(gòu)造。
還有，在圖2中，區(qū)域(a)是從沿著圖1中的箭頭A的方向觀看 圖1所示光電子倍增管的內(nèi)部構(gòu)造的圖，區(qū)域(b)是從沿著圖1中的箭頭B的方向觀看圖1所示光電子倍增管的內(nèi)部構(gòu)造的圖。另外，圖 3是表示圖1所示光電子倍增管的入射面板的平面圖。在以下的說明中
作為本發(fā)明的光電子倍增管的一個實施例，如圖3所示，就有關(guān)具有4 個電子倍增通道(以下簡單稱之為通道)CH1 CH4的多通道光電子 倍增管加以說明。
特別是在圖4中，區(qū)域(a)是表示沿著圖1所示光電子倍增管的 圖3所示I-I線的截面構(gòu)造的圖，區(qū)域(b)是表示沿著圖1所示光電 子倍增管的圖3所示II-n線的截面構(gòu)造的圖，區(qū)域(c)是表示沿著圖
l所示光電子倍增管的圖3所示in-in線的截面構(gòu)造的圖。另外，在圖
5中，區(qū)域(a)是表示沿著圖1所示光電子倍增管的圖3所示IV-IV 線的截面構(gòu)造的圖，區(qū)域(b)是表示沿著圖1所示光電子倍增管的圖 3所示V-V線的截面構(gòu)造的圖，區(qū)域(c)是表示沿著圖l所示光電子 倍增管的圖3所示VI-VI線的截面構(gòu)造的圖。
如圖2 圖5所示，在本發(fā)明的光電子倍增管中，在密封容器100 內(nèi)配置有對應(yīng)于通過入射面板到達(dá)密封容器100內(nèi)部的光而相該密 封容器100內(nèi)放出光電子的光電陰極110，和級聯(lián)倍增從該光電陰極 110放出的光電子的電子倍增部400。另夕卜，在密封容器100的內(nèi)壁上， 形成用于向光電陰極110供給規(guī)定的電位的鋁電極120。
電子倍增部400由上段單元200和下段單元300構(gòu)成。上段單元 200由，以夾持管軸AX的方式配置的一對第1倍增電極DY1 (以下 簡稱為第1倍增電極DY1)、彈性電極240、收束電極230、網(wǎng)狀(mesh) 電極220以及分隔電極210構(gòu)成。另一方面，下段單元300為，利用 一對巻遠(yuǎn)支撐部件310a、 310b使從入射面板向芯柱按順序配置的后段 倍增電極DY2、 DY3-1、 DY4 DY8，和網(wǎng)狀的陽極330保持為一體。 后段倍增電極包含分別對應(yīng)于一對第1倍增電極而以夾持管軸的方式 配置的一對第2倍增電極DY2 (以下簡稱為第2倍增電極DY2)，和 分別具有平板形狀的第3 第8倍增電極DY3-1、DY4 DY8。各第3 第7倍增電極DY3-1、 DY4 DY7，在同一平面上設(shè)置有4個電子倍 增通道用的電子倍增孔。另外，第8倍增電極DY8為平板形狀的反轉(zhuǎn) 型二極管(diode)。網(wǎng)型的陽極330配置在第7倍增電極DY7和反轉(zhuǎn) 型二極管DY8之間。在此， 一對第1倍增電極DY1以不包含于下段單元300而是包含于上段單元200的方式構(gòu)成，這是由于，其不受構(gòu) 成下段單元300的一部分的一對絕緣支撐部件310a及310b的間隔的 限制，能夠任意地設(shè)定該第1倍增電極的長度方向的長度，即被分配 的通道的有效區(qū)域的尺寸。
還有，在第2倍增電極DY2和第3倍增電極DY3-1之間配置有用 于修正從第1倍增電極DY1射向第2倍增電極DY2的二次電子的軌 道的控制用倍增電極DY3-2。另外，在第1 第7倍增電極DY1、DY2、 DY3-1、 DY3-2、 DY4 DY7及反射型倍增電極DY8上，接受光電子 并重新放出二次電子的反轉(zhuǎn)型的二次電子放出面。
在上段單元200中，在一對第1倍增電極DY1的一方，分配有第 1通道CH1和第2通道CH2，在另一方分配有第3通道CH3和第4通 道CH4。第l倍增電極DYl焊接在具有相光電陰極110延伸的側(cè)壁230a 的收束電極230上，在該第1倍增電極DY1和收束電極230之間，為 使電子倍增部400相對于密封容器100的設(shè)置位置穩(wěn)定，而配置了具 有分別與該密封容器100的內(nèi)壁相接的多個彈片242的彈性電極240。 另外，在收束電極230上，在與光電陰極110相對的位置上配置有網(wǎng) 狀電極220。在該網(wǎng)狀電極220上，設(shè)置有分配為各個通道的多個通道 用網(wǎng)，這些通道用網(wǎng)相對于密封容器100的管軸AX以傾斜的狀態(tài)配 置。網(wǎng)狀電極220設(shè)定為與該收束電極230相同的電位。在網(wǎng)狀電極 220的上方配置有用于分隔通道CH1 CH4的電子走行空間的分隔電 極210。該分隔電極210以從光電陰極100離開的狀態(tài)直接支撐在一對 絕緣支撐部件310a以及310b上，并設(shè)定為光電陰極100的電位和收 束電極230的電位之間的電位。
另外，在下段單元300中， 一對第2倍增電極DY2與上述的第1 倍增電極DY1相同，在一方分配有第1通道CH1和第2通道CH2， 在另一方分配有第3通道CH3和第4通道CH4。第3倍增電極DY3-1 第7倍增電極DY7是設(shè)置有第1 第4通道CH1 CH4用的電子倍增 孔的金屬平板。還有，反轉(zhuǎn)型倍增電極DY8用于將通過陽極330的二 次電子的軌道再次向網(wǎng)型的陽極330引導(dǎo)。
以下利用圖6 圖10對本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部 400的構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，圖6是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部400 的下段單元300的構(gòu)造的裝配工序圖。在該圖6中，下段單元300具 備，使各電極部件保持在被把持(夾住)的狀態(tài)下的一對絕緣支撐部 件(第1絕緣支撐部件310a、第2絕緣支撐部件310b)。具體是這些 第1以及第2絕緣支撐部件310a和310b —體地把持(夾)有，分配 有相互鄰接通道的一對第2倍增電極DY2，在同一平面上設(shè)置了分配 有各個通道的電子倍增孔的板狀形狀的第3倍增電極DY3-1 第7倍 增電極DY7，網(wǎng)型的陽極330，及平板形狀的反轉(zhuǎn)型倍增電極DY8。 另外，在第2倍增電極DY2和第3倍增電極DY3-1之間，配置有用于 修正二次電子的軌道的控制用倍增電極DY3-2。在第1以及第2絕緣 支撐部件310a以及310b的上部固定有，用于將該第1及第2絕緣支 撐部件310a、 310b穩(wěn)定地搭載在構(gòu)成上段單元200的一部分的第1倍 增電極DY1上的保持電極320a以及320b。另外，在第1以及第2絕 緣支撐部件310a以及310b的下部安裝有，用于維持該第1及第2絕 緣支撐部件310a、 310b的間隔，且維持各電極部件的被把持(夾住) 狀態(tài)的金屬夾具340a以及340b。
在第2倍增電極DY2上，在對鄰接的通道(通道CH1和CH2， 或通道CH3和CH4)進(jìn)行分隔的位置上設(shè)置有缺口部DY2c，并且， 在其兩端設(shè)置有固定片DY2a、 DY2b，以利用第1及第2絕緣支撐部 件310a、 310b對其進(jìn)行固定。同樣，在構(gòu)成第3倍增電極DY3-1的平 板上設(shè)置有第1 第4通道CH1 CH4用的電子倍增孔，在構(gòu)成該第3 倍增電極DY3-l的平板上，也在其兩端設(shè)置有固定片DY3a以及DY3b。 第4倍增電極DY4也由平板構(gòu)成，在該平板的兩端設(shè)置有固定片DY4a 以及DY4b。進(jìn)一步，第5倍增電極DY5，在構(gòu)成該第5倍增電極DY5 的平板的兩端具有固定片DY5a以及DY5b;第6倍增電極DY6，在構(gòu) 成該第6倍增電極DY6的平板的兩端具有固定片DY6a以及DY6b; 第7倍增電極DY7在構(gòu)成該第7倍增電極DY7的平板的兩端具有固 定片DY7a以及DY7b。陽極330是網(wǎng)型的平板，在該陽極平板的兩端 也設(shè)置有固定片330a以及330b。另外，反轉(zhuǎn)型倍增電極DY8，在構(gòu) 成該反轉(zhuǎn)型倍增電極DY8的平板的兩端具有固定片DY8a以及DY8b。
還有，控制用倍增電極DY3-2，配置為分隔通道CH1、 CH2和通道CH3、 CH4，在此狀態(tài)下，焊接在第3倍增電極DY3-1上。另外， 第5倍增電極DY5，具備陶瓷平板350，其設(shè)置有分配為通道CH1 CH4的通道開口 351,在各個上述通道開口 351上分別配置有具有電 子倍增孔的控制電極352。各個控制電極352互相絕緣，由于點位可以 個別地進(jìn)行設(shè)定，因此通過對每個通道調(diào)節(jié)這些控制電極352的電位 可個別地調(diào)節(jié)各電子倍增通道的倍增率。
圖7是用于說明構(gòu)成圖6所示下段單元300的一部分的一對絕緣 支撐部件310a以及310b的構(gòu)造的圖。還有，第1絕緣支撐部件310a 和第2絕緣支撐部件310b是同一形狀，因此，以下只對第l絕緣支撐 部件310a作具體說明，省略第2絕緣支撐部件310b的說明。對于第2 絕緣支撐部件310b的各部，將表示第1絕緣支撐部件310a的各部的 序號的添加字"a"變成添加字"b"的序號來表示。
第1絕緣支撐部件310a，由對構(gòu)成下段單元300的倍增電極等的 電極部件進(jìn)行支撐的本體，和從該本體向光電陰極110延伸的突起部 360a (第2絕緣支撐部件310b的對應(yīng)部分由360b表示)構(gòu)成。
在該第l絕緣支撐部件310a的本體上設(shè)置有固定用狹縫DY3-311、 DY4-311、 DY5-311、 Dy6-311、 DY7-311、 330-331、 DY8-311 (在第2 絕緣支撐部件310b中的本體也設(shè)置同樣的固定用狹縫)，通過插入第3 倍增電極DY3-1的固定片DY3a、第4倍增電極DY4的固定片DY4a、 第5倍增電極DY5的固定片DY5a、第6倍增電極DY6的固定片DY6a、 第7倍增電極DY7的固定片DY7a、陽極330的固定片330a以及反轉(zhuǎn) 型倍增電極DY8的固定片8a，而與第2絕緣支撐部件310b —起將上 述電極部件保持為一體。
在第1絕緣支撐部件310a的上端部，設(shè)置有用于搭載第1倍增電 極DY1的構(gòu)造。具體是在第1絕緣支撐部件310a的上端部設(shè)置有， 直接載放第1倍增電極DY1的臺座部314a，用于防止第1倍增電極 DY1沿與第1倍增電極DY1的長度方向垂直的方向偏移的阻擋部 315a，和固定用縫隙(slit) 312a (第2絕緣支撐部件310b的上端部也 具備同樣的構(gòu)造)。其中固定用縫隙312a用于安裝，防止第1倍增電 極DY1沿著第1倍增電極DY1的長度方向偏移的保持電極320a、320b。
在第1絕緣支撐部件310a的突起部360a上，為了保持第2倍增電極DY2而設(shè)置有安裝該第2倍增電極的固定片DY2a的固定構(gòu)造 313a。另外，在突起部360a上，也配置有直接載放收束電極230的臺 座部361a和直接載放分隔電極210的臺座部362a (在第2絕緣支撐部 件310b的突起部360b上具備同樣的構(gòu)造)。
圖8是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增部400的上 段單元200的構(gòu)造的裝配工序圖。
該上段單元200由，用于分隔通道CH1 CH4的電子走行空間的 分隔電極210，網(wǎng)狀電極220，收束電極230，彈性電極240以及第1 倍增電極DY1構(gòu)成。
分隔電極210由劃分通道CH1、 CH2和通道CH3、 CH4的一對第 1電極212a、 212b，及劃分通道CH1、 CH3和通道CH2、 CH4的第2 電極211構(gòu)成。還有，在這些第1電極212a以及212b的兩端設(shè)置有 連接片213a、 213b，其用于規(guī)定相對于構(gòu)成下段單元300的一部分的 一對絕緣支撐部件310a及310b的該分隔電極210的設(shè)置位置，并且， 將向該分隔電極210施加規(guī)定電壓。
網(wǎng)狀電極220具有，焊接在收束電極230上的本體221，和分別形 成在本體221上并且相對于管軸AX配置為傾斜狀態(tài)的通道用網(wǎng) 222a 222d。
收束電極230具有，對應(yīng)于各個電子倍增通道設(shè)置的具有通道開 口 231a 231d的基板231，和設(shè)置為包圍該基板231的側(cè)壁232。另 外，在該收束電極230的通道開口 231a 231d上，設(shè)置有缺口部233， 其設(shè)置有第1倍增電極DY1的固定片DYla、DYlb。在上述開口部233 上，通過焊接第1倍增電極DY1的固定片DYla、 DYlb，而通過彈性 電極240將第1倍增電極DY1固定在收束電極230上。因此，該收束 電極230和第1倍增電極DY1設(shè)定為同電位。進(jìn)一步，在該收束電極 230的基板231上，設(shè)置有向光電陰極110延伸的分隔板234，該分隔 板234劃分通道CH1和通道CH2，另一方面分隔通道CH3、 CH4。
在彈性電極240的基板241上，也設(shè)置有對應(yīng)于各個電子倍增通 道而設(shè)置的通道開口 241a 241d，該彈性電極240焊接在收束電極230 的下面。另外，在彈性電極240的基板外周，設(shè)置有多個彈片，通過 使上述彈片242與密封容器100的內(nèi)部相接，來規(guī)定電子倍增部400全體在密封容器100內(nèi)的設(shè)置位置(與管軸AX垂直的方向上的位置)。
另夕卜，在設(shè)置于彈性電極240的基板241上的通道開口 241a 241b的 各個上，與收束電極230同樣，設(shè)置有用于保持第1倍增電極DY1的 固定片DYla、 DYlb的缺口部244。另外，在彈性電極240上設(shè)置有 配置于下部并向第1倍增電極DY1延伸的分隔板243a、 243b，該分隔 板243a、 243b劃分由第1倍增電極DY1分隔的相互鄰接的通道的有 效區(qū)域。
一對第1倍增電極DY1的一方具有分配有通道CH1、 CH2的二次 電子放出面，在其兩端設(shè)置有固定片DYla、 DYlb。另外，另一方的 第1倍增電極DY1具有分配有通道CH3、 CH4的二次電子放出面，在 其兩端設(shè)置有固定片DYla、 DYlb。這些固定片DYla以及DYlb通 過設(shè)置于彈性電極240的各個通道開口 241a 241d的缺口部244，焊 接在設(shè)置于收束電極230的各個通道開口 231a 231d的缺口部233。 由此，將一對第1倍增電極DY1固定在收束電極230的下部。
在如上所述構(gòu)成的下段單元300上，通過搭載上段單元200構(gòu)成 電子倍增部400。圖9是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的電子倍增 部400的最終裝配工序的立體圖。如圖9所示，當(dāng)在下段單元300上 搭載上段單元200時，在將收束電極230支持于一對絕緣支撐部件3la、 310b的突起部分360a、 360b的狀態(tài)下，第1倍增電極DY1載放在分 別設(shè)置于一對絕緣支撐部件310a以及310b的臺座部314a以及314b 上。如上所述，在將上段單元200搭載在下段單元300上的狀態(tài)下， 第1倍增電極DY1被分別焊接在安裝于一對絕緣支撐部件310a、 310b 的保持電極320a、 320b上。另外，分隔電極210載放在一對絕緣支撐 部件310a、 310b的突起部360a、 360b上，并在與收束電極230相離 開的狀態(tài)下在設(shè)置于構(gòu)成分隔電極210的一部分的垂直電極212a、212b 的焊接片213a、 213b上，焊接有從密封容器100的芯柱延伸并用于與 插針500點連接的金屬引線355。
還有，圖10是用于說明上段單元200和下段單元300的結(jié)合構(gòu)造 的平面圖。在該圖10中，只表示了第l絕緣支撐部件310a側(cè)的構(gòu)造， 省略了相同構(gòu)造的第2絕緣支撐部件310b側(cè)的構(gòu)造。
如圖10所示，在構(gòu)成下段單元300的一部分的第1絕緣支撐部件310a的臺座部314a上，載放有利用阻擋部315a進(jìn)行定位的第1倍增 電極DY1。此時，在第1倍增電極DY1的側(cè)面上焊接有由固定用狹縫 312a部分夾持的保持電極320a。
另一方面，在第l絕緣支撐部件310a的突起部360a上，在其固 定構(gòu)造313a上保持有第2倍增電極DY2。另外，在該突起部分360a 的臺座部361a上，搭載有收束電極230，在其下面焊接有彈性電極240 的基板241，并在其下面焊接有網(wǎng)狀電極220的本體221。再有，在突 起部分360a的臺座部362a上，搭載有構(gòu)成分隔電極210的一部分的 垂直電極212a、 212b。此時，利用設(shè)置在垂直電極212a、 212b兩端的 連接片213a、 213b，可以防止分隔電極210相對于第1絕緣支撐部件 310a位置偏移。
以下是就有關(guān)本發(fā)明的在光電子倍增管中的構(gòu)造的特征以及其效 果加以詳細(xì)說明。還有，在說明該構(gòu)造的特長的過程當(dāng)中， 一些其他 的構(gòu)造因為與上述的由圖1 圖IO所表示的構(gòu)造相一致，所以在此省 略重復(fù)說明。
本發(fā)明的光電子倍增管的構(gòu)造的特征點在于，在沿著第1倍增電 極DY1的長度方向配置2個以上通道的構(gòu)造中，設(shè)置用于分隔與該第 1倍增電極DY1中的通道分別對應(yīng)的有效區(qū)域的分隔板243a、 243b。 還有，該分隔板243a、 243b既可以被設(shè)置于彈性電極240，另外，也 可以被設(shè)置于收束電極230。還有，圖11是用于說明本發(fā)明的光電子 倍增管中構(gòu)造的特征的立體圖。另外，圖12是表示本發(fā)明的光電子倍 增管，是具有4個通道的多通道光電子倍增管的入射面的平面圖(省 略了網(wǎng)狀電極)。
如上所述，相對于各個通道，為了對使點子從光電陰極110朝向 第1倍增電極DY1的空間進(jìn)行分配，而設(shè)置分隔板243a、 243b，由此 可有效地降低通道間的串?dāng)_。即，減少在各個通道中的電子走行時間 差(對各個通道間的電子走行時間差產(chǎn)生影響的誤差因素之一)。還有， 在本發(fā)明的光電子倍增管中，由于網(wǎng)狀電極220相對于管軸AX以傾 斜的狀態(tài)設(shè)置在收束電極230的側(cè)壁內(nèi)230a，因此也可以設(shè)置從該收 束電極230的基板231向光電陰極110延伸的分隔板234，以填埋該網(wǎng) 狀電極220和收束電極230的間隙(參照圖ll)。圖13是用于說明本發(fā)明的光電子倍增管中的構(gòu)造的特征以及效果 并且也是用于說明來自光電陰極的光電子軌道的圖。在該圖13中，區(qū)
域(a)以及區(qū)域(b)分別是表示本發(fā)明的光電子倍增管的截面構(gòu)造
的圖，區(qū)域(a)是表示沿著區(qū)域(b)中的vm-vm線的該光電子倍
增管的截面構(gòu)造的圖；區(qū)域(b)是表示沿著區(qū)域(a)中的VII-VII線 的該光電子倍增管的截面構(gòu)造；另外，區(qū)域(c)是表示沿著區(qū)域(a) 中的IX-IX線的截面構(gòu)造(垂直于管軸AX的面)的圖。還有，在圖 13中，被表示于區(qū)域(a) (c)中的a是表示從光電陰極110向著 第1倍增電極DY1的光電子的軌道，b是表示從第1倍增電極DY1向 著第2倍增電極DY2的二次電子的軌道，c是表示第1倍增電極DY1 近旁的等電位線。
在本發(fā)明的光電子倍增管中，用于將電子倍增部400保持于密封 容器100內(nèi)的規(guī)定位置的彈性電極240，配置在收束電極230和第1 倍增電極DY1之間，在該彈性電極240上設(shè)置有用于分隔分別與第1 倍增電極DY1中的通道對應(yīng)的有效區(qū)域的分隔板243a以及243b。在 該情況下，從第1倍增電極DY1放出的二次電子，因由配置在第l倍 增電極DY1內(nèi)的分隔板243a、 243b形成的靜電透鏡(等電位線c)的 作用，切實地到達(dá)預(yù)先分配了各個通道的第2倍增電極DY2中的有效 區(qū)域。換言之，比如在第1通道CH1的電子倍增工作中，從第l倍增 電極DY1放出的二次電子不是到達(dá)分配在第2倍增電極DY2中的所 鄰接的第2通道CH2的有效區(qū)域。
另一方面，圖14是用于說明比較例的光電子倍增管中的光電子的 軌道的圖。在該圖14中，區(qū)域(a)以及區(qū)域(b)分別是表示比較例 的光電子倍增管的截面構(gòu)造的圖，區(qū)域(a)是表示沿著區(qū)域(b)中 的XI-XI線的比較例的光電子倍增管的截面構(gòu)造，區(qū)域(b)是表示沿 著區(qū)域(a)中的X-X線的比較例的光電子倍增管的截面構(gòu)造。另夕卜， 區(qū)域(c)是表示沿著區(qū)域(a)中的XII-XII線的截面構(gòu)造(垂直于管 軸AX的面)的圖。還有，在圖14中，區(qū)域(a) (c)中所示的a' 是表示從光電陰極110向第1倍增電極DY1的光電子的軌道，b'是表 示從第1倍增電極DY1向第2倍增電極DY2的二次電子的軌道，c' 是表示第1倍增電極DY1附近的等電位線。在這個比較例的光電子倍增管中，在第1倍增電極DY1內(nèi)部設(shè)置
為了分隔鄰接的通道的分隔板。因此，在這個比較例的光電子倍增管
中，從光電陰極110追尋著軌道a'并在到達(dá)第1倍增電極DY1之后從 該第1倍增電極DY1放出的二次電子具有規(guī)定的放出分布角度。其結(jié) 果，從第1倍增電極DY1放出的二次電子在第2倍增電極DY2中會 發(fā)生完全到達(dá)所分配的鄰接的其他通道的有效區(qū)域的可能性。在此情 況下，在鄰接的通道間就會發(fā)生串?dāng)_。在鄰接的通道間所產(chǎn)生的串?dāng)_ 會顯著地增加在各個通道中的電子走行時間差。
從以上的比結(jié)果也就可以不難理解到根據(jù)本發(fā)明的光電子倍增管 就會大幅度地改善T.T.S.或者C.T.T.D.等的響應(yīng)時間特性。
根據(jù)以上的對本發(fā)明的說明可知，本發(fā)明可有各種各樣的變形。 但這些變形不能認(rèn)為是脫離了本發(fā)明的技術(shù)思想和范圍，對于本技術(shù) 領(lǐng)域工作人員容易想到的改良，均包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明的光電子倍增管，作為正電子CT (positron computed tomography)等的傳感器零部件，可適用于醫(yī)療儀器領(lǐng)域，而且還可適 用于放射線檢測、光檢測等的各種傳感器技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種光電子倍增管，其特征在于具備密封容器，具有沿著規(guī)定的管軸延伸的中空軀體，光電陰極，設(shè)置在所述密封容器內(nèi)，響應(yīng)規(guī)定波長的光的入射并向該密封容器內(nèi)放出光電子，以及電子倍增部，其設(shè)置在所述密封容器內(nèi)，包括對從所述光電陰極放出的光電子進(jìn)行級聯(lián)倍增的多段的倍增電極；電子倍增部具有上段單元和下段單元，所述上段單元包括，在所述多段倍增電極中來自所述光電陰極的光電子所到達(dá)的第1倍增電極，配置在該第1倍增電極和該光電陰極之間并設(shè)定為與該第1倍增電極相同電位的收束電極，以及配置在該第1倍增電極和該光電陰極之間并設(shè)定為與該第1倍增電極相同電位的網(wǎng)狀電極，所述下段單元包括，在所述多段倍增電極中除去所述第1倍增電極的后段倍增電極，和在把持該后段電極的狀態(tài)下對其進(jìn)行保持的一對絕緣支撐部件，所述上段單元具有，用于對沿著所述第1倍增電極的長度方向排列的2個以上的電子倍增通道用的有效區(qū)域進(jìn)行分隔的分隔板。
2. 如權(quán)利要求1所述的光電子倍增管，其特征在于 所述分隔板具有，從所述光電陰極向所述下段單元延伸，構(gòu)成所述收束電極的一部分的1個或1個以上葉片。
3. 如權(quán)利要求2所述的光電子倍增管，其特征在于 所述分隔板還包括，從所述收束電極向所述光電陰極延伸，構(gòu)成所述收束電極的一部分的1個或1個以上葉片。
4. 如權(quán)利要求l所述的光電子倍增管，其特征在于 所述上段單元包括，分別與所述中空軀體的內(nèi)壁相接的2個以上彈片，以將電子倍增部全體配置在所述密封容器內(nèi)的規(guī)定位置，并且， 所述分隔板包括，從所述光電陰極向所述下段單元延伸，構(gòu)成所 述彈性電極的一部分的1個或1個以上葉片。
5.如權(quán)利要求4所述的光電子倍增管，其特征在于 所述分隔板還包括，從所述彈性電極向所述光電陰極延伸，構(gòu)成 所述彈性電極的一部分的1個或1個以上其他葉片。
全文摘要
本發(fā)明涉及具備用于改善響應(yīng)時間特性的構(gòu)造的光電子倍增管。該光電子倍增管具有，密封容器、光電陰極、電子倍增部。電子倍增部具有上段單元(200)和下段單元。上段單元包含，收束電極(230)、網(wǎng)狀電極(220)、多段倍增電極中來自光電陰極的光電子所到達(dá)的第1倍增電極(DY1)。上段單元分隔板(210)，其用于對沿著第1倍增電極(DY1)的長度方向分配的多個電子倍增通道用的有效區(qū)域進(jìn)行分隔，以防止鄰接的電子倍增通道間的串?dāng)_。
文檔編號H01J43/28GK101421816SQ20078001340
公開日2009年4月29日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者大村孝幸, 山口晃彥 申請人:浜松光子學(xué)株式會社