CN1309003C - 光电倍增管 - Google Patents

Abstract

目的在于提供具有耐振性优良且脉冲线性特性优良的阳极的光电倍增管，在光电倍增管上设计做成网孔状的阳极(A)。阳极(A)具有阳极框(A11)和由阳极框(A11)围绕支撑的网孔状电极部(A12)，阳极框(A11)的一长边(A11B)的中间部附近构成电子聚束部(F)。通过将阳极框(A11)的内周设计为随着沿一长边(A11B)离开阳极框(A11)的一长边(A11B)的中点而逐渐进入阳极(A)的内侧的形状，使阳极框(A11)随着沿一长边(A11B)离开中点而逐渐变粗。

Description

光电倍增管

技术领域

本发明涉及光电倍增管，特别是涉及用于石油勘探等的光电倍增管。

背景技术

过去，在石油勘探等上作为设计在激烈振动的装置内的光电倍增管，知道的是在管轴方向上短而紧凑化且具有杆状阳极和环形计型的倍增极的类型。

在特开平2-291655号公报上，记述了具有环形计(ゲ一ジ)型的电子倍增部且具有杆状阳极的光电倍增管。在环形计型的电子倍增部上，在相向的倍增极之间形成的倍增极内部空间通道是设计为围绕垂直于管轴的轴的圆弧状，并使第2级倍增极和阳极位于管轴的相反侧。因此，光电倍增管在管轴方向上缩短，整体的形状被小型化。

在该光电倍增管上，为了将倍增极内部空间通道形成圆弧状，所以，在圆弧的外侧配置凹面状的倍增极，在圆弧的内侧配置大致平面状且具有比外侧的倍增极小的表面积的倍增极。阳极电极设计为杆状，以包围最终级的倍增极的形式配置。因为阳极电极设计为杆状，所以，该类型的光电倍增管具有优良的耐振性而不易破损，可用作石油勘探用、高温耐振用。

但是，在该类型的高温耐振用光电倍增管上，因为采用杆状阳极作为阳极，且是利用环形计型倍增极包围杆状阳极的构成，所以，脉冲线性特性差。

另一方面，虽然不是石油勘探用、高温耐振用的光电倍增管，但作为脉冲线性特性高的光电倍增管，知道的是在阳极上不是杆状阳极而是设计为网孔状阳极。在阳极为网孔状阳极的时候，与为杆状阳极时不同，因为可将阳极靠近最终级倍增极而利用平行电场提高电场强度，且可抑制空间电荷效果的影响，所以，可得到高的脉冲线性特性。

在特开昭60-254547号公报上，记述了具有设计为大致长方形的网孔状阳极的光电倍增管。网孔状阳极具有内周以及外周设计为大致长方形的阳极框，在阳极框上形成开口部。在开口部上，设计以挡住开口部的状态固定的针织孔状的网孔状电极部。阳极框的内周的2条直线状的短边与直线状的一长边利用构成具有既定曲率的圆的一部分的曲面连接。电子倍增管为箱型，通过多级的箱型倍增极倍增的电子射入整个开口部，而不是聚束在开口部的一部分。

又，在特开昭61-17099号公报上，记述了具有由四边形的网孔状阳极和支撑它的阳极框构成的阳极的光电倍增管。网孔状阳极，如图8所示那样，具有设计为长方形的阳极框A111，在阳极框A111上形成开口部A111a。在开口部A111a上，设计以挡住开口部A111a的状态固定的编织网眼状的网孔状电极部A112。在与网孔状电极部A112相对的位置上设计多级倍增极内的最终级倍增极Dy111。在设计为长方形的阳极框A111的长边A111C上，设计与包含网孔状电极部A112和阳极框A111的平面呈既定角度的长方形平面A116，长方形平面A116的一长边与阳极框A111的长边A111C设计为一体。在阳极框A111的2条短边和长方形平面A116的2条短边上，设计构成包含各短边的平面的三角形状的阳极侧面A117。利用该构成，使网孔状阳极不弯曲或不倾斜。

但是，特开昭60-254547号公报上记述的传统的光电倍增管，原本不具备石油勘探等上要求的高耐振性，该光电倍增管上使用的网孔状阳极，耐振性不够，不能用在石油勘探等上。

又，在特开昭61-17099号公报上记述的光电倍增管上，虽然是防止阳极的弯曲以及倾斜的构成，但仍然耐振性不够，并且结构设计复杂，所以，不能那么容易地制造。

因此，本发明的目的在于提供具有耐振性优良且脉冲线性特性优良的阳极的光电倍增管。

发明内容

本发明的光电倍增管，具有沿管轴延伸的管状真空容器、位于管状真空容器的管轴方向的端面且将射入的光进行光电转换而放出(发射)电子的光电面、在内壁上具有二次电子面而用于顺序倍增电子的n级倍增极、为了吸收在n级倍增极倍增的电子而设计的由网孔状电极部和支撑网孔状电极部的阳极框构成的阳极，其特征在于：阳极框具有长方形状，阳极框的一长边的中间部附近设为聚束由多个倍增极倍增后的电子的电子聚束部，通过将阳极框的内周设计为随着从阳极框的一长边的中点沿一长边离开而逐渐进入阳极的内侧的形状，使阳极框随着沿一长边离开中点而逐渐变粗。

如果采用这样的光电倍增管，因为阳极框的内周相对阳极框的外周设计为随着沿一长边离开中间部而逐渐进入阳极框的内侧的形状，阳极框随着沿一长边离开中间部而逐渐变粗，所以，可设计为具有兼具高脉冲线性特性和高耐振性的阳极的光电倍增管。又，因为构造简单，所以，容易在传统的行聚焦型光电倍增管上添加改造，可设计成具有兼具高脉冲线性特性和高耐振性的阳极的光电倍增管。

又，在本发明的光电倍增管上，n是3以上的所定整数，使电子聚束部位于第(n-1)级倍增极与第(n-2)级倍增极之间的空间地将阳极相对n级的倍增级而配置。

如果采用这样的光电倍增管，因为将电子聚束部设置在第(n-1)级倍增极与第(n-2)级倍增极之间的空间，所以，可获得更高的脉冲线性特性。

又，在本发明的光电倍增管上，在管状真空容器上设计相对管状真空容器不能移动地支撑多级倍增极和阳极的2块基板，并在一长边的纵向两端设计平行于一长边地从阳极框向外方突出的形状的第1支撑部，在另一长边的纵向两端设计平行于另一长边地从阳极框向外方突出的形状的第2支撑部，通过将第1支撑部以及第2支撑部插入并固定在基板上形成的窄缝状固定贯通孔上，将阳极支撑在基板上。

如果采用这样的光电倍增管，因为通过将2个电子聚束部侧翅片部和2个远离电子聚束部的翅片部插入固定在基板上形成的窄缝状固定贯通孔上而将阳极支撑在基板上，所以，可将阳极相对倍增极不能移动地固定。

又，在本发明的光电倍增管上，在阳极框的内周限定一长边的部分具有位于电子聚束部内的第1曲面、和第2曲面。

如果采用这样的光电倍增管，由于具有第1曲面和第2曲面，可只将一长边的中间部变细，将阳极框的电子聚束部以外的部分设计得粗，所以，可提高具有中间部的一长边的耐振性。

又，在本发明的光电倍增管上，网孔状电极部为平面状，构成阳极框的另一长边在任何位置都比一长边的任何位置粗，在另一长边的外周，沿另一长边的纵向设计向垂直于网孔状电极部的方向突出的阳极壁。

如果采用这样的光电倍增管，因为在比一长边粗的另一长边的纵向设计阳极壁，所以，可提高另一长边的耐振性。

又，在本发明的光电倍增管上，n是5以上的所定整数，也可在第(n-3)级至第n级的倍增极与第1级的倍增极之间设计遮光板。

如果采用这样的光电倍增管，可防止在第(n-3)级至第n级的倍增极上电子冲撞时产生的光或离子朝向光电面。

附图说明

图1是本发明的实施形式的光电倍增管1的断面图。

图2是显示本发明的实施形式的光电倍增管1的第2级、第4级、第6至第9级的倍增极Dy2、Dy4、Dy6～Dy9的图，(a)是正视图、(b)是仰视图、(c)是侧视图、(d)是立体图。

图3是显示本发明的实施形式的光电倍增管1的第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的图，(a)是正视图、(b)是仰视图、(c)是侧视图、(d)是立体图。

图4是本发明的实施形式的光电倍增管1的阳极A的正视图，(a)是第1实施形式、(b)是第2实施形式、(c)是第3实施形式、(d)是第4实施形式。

图5是显示将倍增极Dy1～Dy10以及阳极A支撑在基板4上的情况的正视图。

图6是显示将倍增极Dy1～Dy10以及阳极A插在基板5上的情况的立体图。

图7是显示本实施形式的光电倍增管的脉冲线性特性的坐标图。

图8是传统的光电倍增管的阳极的局部断面图。

具体实施方式

关于本发明的第1实施形式的光电倍增管，参照图1至图6进行说明。第1实施形式的光电倍增管1设置具有管轴X的管状真空容器2。图1是显示将光电倍增管1沿管轴X剖开的情况的断面图。管状真空容器2由例如科瓦铁镍钴合金玻璃(钴玻璃)这样的材料构成。

该管状真空容器2的管轴X方向两端部是封闭的，一端构成平面状，在其内面上形成接受光而放出电子的光电面2A。光电面2A例如通过使碱金属在预先蒸镀在管状真空容器2的一端内面侧上的锑上反应而形成。又，在管状真空容器2的另一端面上，设计用于在各倍增极Dy1～Dy10和阳极A等上给予所期望的电位的多个引脚2B。另外，在图1上，为了方便只显示了2个引脚2B。光电面2A通过图中未画出的连接件连接在该引脚2B上，并施加-1000V的电压。

在面向管状真空容器2的光电面2A的位置上，配置具有与管轴X垂直的面的杯状聚焦电极3。在该聚焦电极3上，是在与管轴X垂直的面上，形成以与管轴X交叉的位置为中心的中心开口部3a，在中心开口部3a上安装网孔状电极3A。聚焦电极3以及网孔状电极3A分别与对应的引脚2B连接，并与第1级倍增极Dy1设为同一电位。

在聚焦电极3的与面对光电面2A的一侧相反的一侧，配置用于顺序倍增电子的倍增极Dy1～Dy10。倍增极Dy1～Dy10各具有二次电子面。

在面向聚焦电极3的中心开口部3a的位置上，设计第1级倍增极Dy1。第1级倍增极Dy1配置在横切管轴X的位置。使顺序相邻的级的倍增极的二次电子面之间相对向地配制第1级到第10级的倍增极Dy1～Dy10。使通过连接相邻连接的倍增极之间的空间形成的倍增极内部空间通道横切管轴X地排列倍增极Dy1～Dy10；阳极A相对管轴X设计在第2级倍增极Dy2的相反侧。即，如图1所示那样，第2级倍增极Dy2位于管轴X的左侧，阳极A位于管轴X的右侧。在作为最终级的第10级倍增极Dy10与其上一级的第9级倍增极Dy9之间配置网孔状阳极A。

倍增极Dy1～Dy10、阳极A通过图中未画的布线连接在各自对应的引脚2B上，并分别施加既定的电位。在第1实施形式中，各级的倍增极Dy1～Dy10上的附加电压如下：第1级倍增极Dy1为-800V、第2级倍增极Dy2为-720V、第3级倍增极Dy3为-640V、第4级倍增极Dy4为-560V、第5级倍增极Dy5为-480V、第6级倍增极Dy6为-400V、第7级倍增极Dy7为-320V、第8级倍增极Dy8为-240V、第9级倍增极Dy9为-160V、第10级倍增极Dy10为-80V、阳极A为0V。

第2级倍增极Dy2、第4级倍增极Dy4、第6级倍增极Dy6至第9级倍增极Dy9设计同样的形状。图2显示了第2级倍增极Dy2的详细形状。第2级倍增极Dy2具有设计为断面圆弧状的曲面部Dy2A和与该曲面部连成一面的平面部Dy2B，由曲面部Dy2A和平面部Dy2B构成二次电子面。又，在曲面部Dy2A的纵向两端部冲压形成从曲面部Dy2A上立起的侧面部Dy2C。形成从两侧面部Dy2C向外延伸的第1翅片部Dy2D。又，在平面部Dy2B的纵向两端部形成同样向外延伸的第2翅片部Dy2E。第1翅片部Dy2D和第2翅片部Dy2E不构成相互平行的面，而是位于具有一定角度的位置。又，在第1翅片部Dy2D以及第2翅片部Dy2E的中间部向各自厚度方向形成压制加工部。

第3级倍增极Dy3以及第5级倍增极Dy5设计为同样的形状。图3所示为第3级倍增极Dy3的具体形状。第3级倍增极Dy3具有设计为断面圆弧状的曲面部Dy3A。曲面部Dy3A构成二次电子面，比其它级的倍增极的二次电子面(Dy2A+Dy2B)面积小。这样，第3级倍增极Dy3(以及第5级倍增极Dy5)形成得比其它级的倍增极小。又，在曲面部Dy3A的纵向两端部冲压形成从曲面部Dy2A上立起的侧面部Dy3B、Dy3B。在侧面部Dy3B的与接续在曲面部Dy3A的一侧相反的侧面上，形成从侧面部Dy3B垂直向外延伸的面状的第1翅片部Dy3C。在第1翅片部Dy3C的中间部向厚度方向形成压制加工部。

如根据图6所了解的那样，在第1级倍增极Dy1的二次电子面Dy1A的纵向两端部形成从二次电子面Dy1A立起的侧面部Dy1B，在侧面部Dy1B上形成向外延伸的第1翅片部Dy1C。在第1翅片部Dy1C的中间部向厚度方向形成压制加工部。

如根据图5所了解的那样，第10级倍增极Dy10具有平面状的二次电子面Dy10A和从其两端立起的2个面Dy10B、Dy10C，断面成コ字形。在二次电子面Dy10A和面Dy10B、Dy10C的纵向两端部上，在二次电子面Dy10A和面Dy10B、Dy10C的纵向分别形成同面延伸的3个翅片部Dy10D、Dy10E、Dy10F。翅片部Dy10E与Dy10F相互平行，翅片部Dy10D垂直于翅片部Dy10E、Dy10F形成。在翅片部Dy10D、Dy10E、Dy10F的中间部，向各自厚度方向形成压制加工部。

然后，说明关于阳极A的构成。阳极A，如图4(a)所示那样，具有阳极框A11，阳极框A11设计为大致长方形。设计为大致长方形的阳极框A11的长边的长度为11mm，短边的长度为3.48mm。在阳极框A11上形成开口部A11a，在阳极框A11的内周，即，开口部A11a上，设计以挡住开口部A11a的状态固定且具有蜂的巢状的编织网眼的网孔状电极部A12。

由设计为大致长方形的阳极框A11的一长边A11B的中间部A11A、和作为网孔状电极部A12的一部分而被中间部A11A固定的部分构成的如图4(a)的F表示的部分，即，中间部A11A的附近，构成被多个倍增极Dy1～Dy10倍增后的电子最聚束的电子聚束部。电子聚束部F位于第8级倍增极Dy8与第9级倍增极Dy9之间的空间。因为要在电子聚束部F上利用网孔状电极部A12摄入尽可能多的电子，所以，如果比较阳极框A11的另一长边A11C的粗度与一长边A11B的粗度，一长边A11B的一方相对地构成得相当地细。一长边A11B的中间部A11A的粗度是0.3mm，另一长边A11C的粗度一律是0.8mm。

一长边A11B的内周，设计为随着向一长边A11B的两端离开一长边的纵向的中点而逐渐进入阳极A内侧的形状，并构成第1曲面A11b，作为连接在另一长边A11C的一端与另一端之间的半径70mm的圆周的一部分。另一方面，阳极框A11的2条短边的内周的一部分设计为直线状。连接2条短边的内周的直线状部分与第1曲面A11b的部分，即，一长边A11B的两端的内周如图中箭头所示那样，构成第2曲面A11c，作为连接2条短边与第1曲面A11b的半径R1的圆周的一部分。半径R1的值为0.5mm。阳极框A11的2条短边的内周的直线状部分和连接第2曲面与长边的内周的接合部分的粗度，即另一长边A11C的两端部上的短边的粗度为1.0mm。

在一长边A11B的两端，设计平行于一长边A11B地向离开阳极框A11的方向突出的形状的2个电子聚束部侧翅片部A14、A14。又，在另一长边A11C的两端，也设计平行于另一长边A11C地向离开阳极框A11的方向突出的形状的2个远离电子聚束部的翅片部A15、A15。电子聚束部侧翅片部A14相当于第1支撑部，远离电子聚束部的翅片部A15相当于第2支撑部。通过将这2个电子聚束部侧翅片部A14、A14以及2个远离电子聚束部的翅片部A15、A15插入固定在形成于后面所述的基板5上的窄缝状固定贯通孔a2、a3而将阳极A支撑在基板5上。

在设计成大致长方形的阳极框A11的另一长边A11C的外周，沿长边的纵向设计，且向垂直于网孔状电极部A12的方向突出的，即向图4(a)的纸面的上方突出的大致长方形的阳极壁A13。

在行聚焦型的光电倍增管上，因为来自第9级倍增极Dy9的移动电子主要聚束在阳极A的电子聚束部F，所以，如果从提高电气特性的角度出发，希望没有一长边A11B，特别是希望没有其中间部A11A。但是，这样不能充分保证阳极A抗振动，并且，阳极A变得易破损，耐振性不够。即使在不完全去掉一长边A11B，而尽可能细地设计的时候，耐振性仍然不够。但是，如本实施形式的光电倍增管那样，通过将一长边A11B的内周设计为第1曲面A11b和第2曲面A11c，只将中间部A11A设计得细些，而将阳极框A11的电子聚束部F以外的部分设计得比较粗，这样，可提高具有中间部A11A的一长边A11B的耐振性。

又，因为将不构成电子聚束部F的另一长边A11C设计得比一长边A11B粗，并在另一长边A11C的外周设计阳极壁A13，所以，可提高另一长边A11C的耐振性。

又，因为在靠近阳极框A11的电子聚束部F的部分设计电子聚束部侧翅片部A14、在离阳极框A11的电子聚束部F更远的部分设计远离电子聚束部的翅片部A15以支撑阳极A，所以，可进一步提高网孔状阳极A的耐振性。

如图6所示那样，倍增极Dy1～Dy10以及阳极A，在其纵向两端部上受基板4、5支撑。在基板5上穿设窄缝状固定贯通孔Dy1c、Dy2d、Dy2e、Dy3c、Dy4d、Dy4e、Dy5c、Dy10d、Dy10e、Dy10f、a2、a3。虽然图中未画出，但在基板4上也设计同样的窄缝状固定贯通孔。

图5是倍增极Dy1～Dy10以及阳极A被支撑在基板4上而尚未支撑在基板5上的情况的正视图。图6所示为将各倍增极Dy1～Dy10以及阳极A支撑在基板5上时的情况。另外，将各倍增极Dy1～Dy10以及阳极A的翅片部Dy1C、Dy2D、Dy2E、Dy3C、Dy4D、Dy4E、Dy5C、Dy10D、Dy10E、Dy10F支撑在基板4上的情况也与以下的说明相同。

第1级倍增极Dy1，通过第1翅片部Dy1C插入固定贯通孔Dy1c而支撑在基板5上。第2级倍增极Dy2通过第1翅片部Dy2D插入固定贯通孔Dy2d、第2翅片部Dy2E插入固定贯通孔Dy2e而支撑在基板5上。第3级倍增极Dy3，通过第1翅片部Dy3C插入固定贯通孔Dy3c而支撑在基板5上。第4级倍增极Dy4通过第1翅片部Dy4D插入固定贯通孔Dy4d、第2翅片部Dy4E插入固定贯通孔Dy4e而支撑在基板5上。第5级倍增极Dy5，通过第1翅片部Dy5C插入固定贯通孔Dy5c而支撑在基板5上。第6级至第9级的倍增极Dy6～Dy9，与第2级以及第4级的倍增极Dy2、Dy4同样，通过将第1翅片部以及第2翅片部插入各对应的固定贯通孔而支撑在基板5上。倍增极Dy10，通过翅片部Dy10D插入固定贯通孔Dy10d、翅片部Dy10E插入固定贯通孔Dy10e、翅片部Dy10F插入固定贯通孔Dy10f而支撑在基板5上。阳极A，通过翅片部A14插入固定贯通孔a2、翅片部A15插入固定贯通孔a3而支撑在基板5上。

这时，因为各翅片部上如上述那样形成压制加工部，所以，翅片部成为被压入对应的固定贯通孔的形状，倍增极Dy1～Dy10良好地固定在基板5上。关于第6级至第9级的倍增极Dy1～Dy10的翅片部也同样。

这时，第1翅片部Dy1C、Dy2D、Dy3C、Dy4D、Dy5C以及翅片部Dy10E、Dy10F、A14、A15，形成得比基板5的厚度长，从基板5突出，成为用于连接引脚2B的端子。对于第6级至第9级的倍增极Dy6～Dy9的第1翅片部也同样。通过拧这些翅片部Dy1C、Dy2D、Dy3C、Dy4D、Dy5C、Dy10E、Dy10F、A14、A15从基板5突出的部分，也可将倍增极Dy1～Dy5、Dy10、阳极A更牢固地固定在基板5上。关于第6级至第9级的倍增极Dy6～Dy9也同样。

另一方面，第2翅片部Dy2E、Dy4E以及翅片部Dy10D，分别形成得比基板5的厚度短，不突出到基板5的外面，不成为布线障碍。关于第6级至第9级的倍增极Dy6～Dy9的第2翅片部也一样。又，因为可减少从基板5突出的翅片部，所以，可避免倍增极Dy1～Dy10的翅片部之间的靠近配置，不会产生耐压的问题。

通常，因为使从第i级倍增极Dyi的二次电子面放出的二次电子射入第(i+1)级倍增极Dy(i+1)的二次电子面的效率高的部分，所以，使第(i+2)级倍增极Dy(i+2)进入第i级倍增极Dyi的二次电子面与第(i+1)级倍增极Dy(i+1)的二次电子面之间地配置。在本发明的实施形式的光电倍增管1上，因为使倍增极内部空间通道横切管轴地配置倍增极Dy1～Dy10构成弯曲的列，所以，使配置在弯曲的外侧的倍增极之间的距离大。这样，在第i级倍增极Dyi的二次电子面与第(i+1)级倍增极Dy(i+1)的二次电子面之间，配置在弯曲的外侧的第(i+2)级倍增极Dy(i+2)难以进入。但是，在本实施形式中，因为配置在弯曲的外侧的第2级、第4级、第6级、第8级的倍增极Dy2、Dy4、Dy6、Dy8的二次电子面由设计为断面圆弧状的曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8A和与曲面部Dy2A、Dy4A、Dy6A、Dy8A连成一面的平面部Dy2B、Dy4B、Dy6B、Dy8B形成，所以，如图1所示那样，可使第(i+2)级倍增极Dy(i+2)进入第i级倍增极Dyi的二次电子面与第(i+1)级倍增极Dy(i+1)的二次电子面之间地配置。因此，在第i级倍增极Dyi与第(i+1)级倍增极Dy(i+1)之间加入第(i+2)级倍增极Dy(i+2)的电位。这样，从第i级倍增极Dyi的二次电子面放出的二次电子被拉到第(i+2)级倍增极Dy(i+2)，可使其射入第(i+1)级倍增极Dy(i+1)的二次电子面的效率高的部分。

在此，之所以将第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的二次电子面只利用断面圆弧状的部分形成，是因为容易接受来自前级的倍增极Dy2、Dy4的电子，并且通过将二次电子的放出方向稍微朝向前级的倍增极Dy2、Dy4的方向，使二次电子相对下一级的倍增极Dy4、Dy6取适当的轨道。如果第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的二次电子面是平面状，则进入前级的倍增极Dy2、Dy4和再前级的倍增极Dy1、Dy3之间的第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的电位的加入过大，使来自第1级以及第3级的倍增极Dy1、Dy3的电子被拉到第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的背面，而难以射入第2级以及第4级的倍增极Dy2、Dy4的二次电子面。又，通过使从第2级以及第4级的倍增极Dy2、Dy4的二次电子面放出的电子被第5级以及第7级的倍增极Dy5、Dy7的电位吸引，不进入下级的第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的理想位置，或漏过下级倍增极射入第5级以及第7级的倍增极Dy5、Dy7的背面。

又，之所以将第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5的二次电子面的面积设计得比第2级、第4级、第6级至第9级的倍增极Dy2、Dy4、Dy6～Dy9的二次电子面小，是因为通过将配置在弯曲的配列的内侧的第3级以及第5级的倍增极Dy3、Dy5设计得小些，可以使倍增极内部空间通道横切管轴地将倍增极Dy1～Dy10配置成弯曲的列。在另一方面，之所以将配置在弯曲的配列的内侧的第7级以及第9级的倍增极Dy7、Dy9的二次电子面设计得与配置在弯曲的配列的外侧的第2级、第4级、第6级、第8级的倍增极Dy2、Dy4、Dy6、Dy8的二次电子面面积相同，是因为在位于比较下级的一方的翅片部Dy7、Dy9的二次电子面的附近，电子的空间密度提高，有利于尽量缓和它。

如图1所示那样，在围绕倍增极Dy1～Dy10的位置上，设计与光电面2A平行的遮光板6。遮光板6位于最终级附近的倍增极Dy7～Dy10与第1级倍增极Dy1之间，防止电子冲撞最终级附近的倍增极Dy7～Dy10时产生的光或离子朝向光电面2A。遮光板6，通过连接在对应的引脚2B上达到既定的电位。

参照图1说明本发明的第1实施形式的光电倍增管1的动作。如果光射入光电面2A，则放出光电子，在聚焦电极3上聚束送到第1级倍增极Dy1。这样，从第1级倍增极Dy1放出二次电子，它被依次送到第2级至第10级的倍增极Dy2～Dy10放出二次电子达到光电子级联倍增。最后，收集到阳极A，从阳极A作为输出信号取出。

然后，说明第2实施形式的光电倍增管。第2实施形式的光电倍增管，阳极A’的第1曲面A21b的曲率不同，在该点上不同于第1实施形式的光电倍增管。图4(b)所示的第2实施形式的第1曲面A21b的曲率是30mm。关于其它部分因为与第1实施形式相同，不再说明。

下面，说明第3实施形式的光电倍增管。第3实施形式的光电倍增管，阳极A”的第2曲面A31c的曲率不同，在该点上不同于第2实施形式的光电倍增管。因为第2曲面A31c的曲率不同，随之，阳极框的形状、以及网孔状电极部的形状也有些不同。

在第3实施形式的光电倍增管的阳极A”的阳极框A11的2条短边的内周上，没有直线状的部分。另一方面，阳极框A11的另一长边的内周变成直线状。短边的内周构成第2曲面A31c，第2曲面A31c的曲率R3与第2实施形式的光电倍增管的第2曲面A11c相比是相当大的值。第2曲面A31c的曲率R3是2.2mm。2个第2曲面A31c，分别连接第1曲面A21b的端部和另一长边A11C的内周的端部。又，阳极框A11的短边的、连接第2曲面A31c与另一长边A11C的内周的接合部分的粗度，即，另一长边A11C的两端部的短边的粗度为1.0mm。

因为增大了第2曲面A31c的曲率，所以可将阳极框A11的中间部变细且加粗阳极框A11的另一长边A11C的两端的部分。因此，在保持脉冲线性特性高的同时可进一步提高耐振性。

下面，说明第4实施形式的光电倍增管。第4实施形式的光电倍增管，阳极A的第2曲面A41c的曲率不同以及阳极框A11的短边的粗度不同，在这些点上不同于第3实施形式的光电倍增管。第4实施形式的第2曲面A41c的曲率R4是2.0mm。又，阳极框A11的短边的、连接第2曲面A41c与另一长边A11C的内周的接合部分的粗度，即，另一长边A11C的两端部上的短边的粗度为1.5mm，比其它的实施形式粗0.5mm。关于其它部分因为与第3实施形式相同，不再说明。

因为在减小第2曲面A41c的曲率的另一方面，加粗了连接第2曲面A41c与另一长边A11C的内周的接合部分，所以，可将阳极框A11的中间部变细且加粗阳极框A11的另一长边A11C的两端的部分。因此，在保持脉冲线性特性高的同时可进一步提高耐振性。

然后，为了确认本发明的光电倍增管的效果进行了试验。在实验中，首先，在第1至第4的实施形式的光电倍增管上测定输出电流，通过求取所谓的变化率来判断网孔状阳极的脉冲线性特性的好坏。又，作为比较的对象，使用设计了传统的杆状阳极的光电倍增管，进行了同样的试验。实验的结果，如表1那样，为了便于视觉判断表1所示的数据，制作成了图7所示的坐标。表1涉及实施形式1～4与传统的杆状阳极，是表示对应于输出电流值为1、3、5、10、......、100mA时的这些各值的变化率的值，纵系列的单位为输出电流(mA)，横系列的单位为变化率(％)。

表1

光电倍增管脉冲线性特性

	本实施例1		本实施例2		本实施例3		本实施例4		传统的杆状阳极
										1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
3	-0.082	-0.012	-0.14	-0.086	0.011	0.383	0.259	-0.146	-1.23
										5	-0.072	0.016	-0.282	-0.037	0.118	0.272	0.143	-0.395	-2.25
10	-0.512	-0.407	-0.606	-0.041	-0.311	0.017	-0.328	-1.11	-5.58
										30	-2.24	-1.68	-2.33	-1.86	-2.62	-1.9	-2.95	-4.04	-18.4
40	-4.04	-2.92	-3.61	-3.27	-4.43	-3.49	-4.8	-6.01	-24
										50	-5.56	-4.41	-5.12	-4.87	-6.42	-5.22	-6.82	-8.1
60	-7.26	-6.3	-6.92	-6.59	-8.73	-7.11	-9.51	-10.5
										80	-12.1	-12.1	-11.8	-11.7	-15.3	-12.8	-16.9	-16.6
100	-18.9	-20.4	-18.1	-18.4	-23.4	-20.3	-24.9	-24.9

横系列的单位：变化率(％)

纵系列的单位：输出电流(mA)

如表1以及图7的坐标图所示那样，在第1、第2、第3、第4实施形式的任何光电倍增管上，都可获得高的脉冲线性特性。表明任何一个都比传统的杆状阳极提高了5倍以上。

然后，使用第1至第4的实施形式的网孔状阳极进行了耐振性的实验。耐振性的试验，是将网孔状阳极安装在实验装置上，通过对网孔状阳极施加294m²/S(＝30G)、50Hz～2000Hz：1倍频程/分：1扫描/轴(3轴)、10分/轴的振动进行，并通过调查是否产生由于网孔状阳极的破损或变形引起的阳极输出变化，来判断耐振性的好坏。又，作为比较对象，采用传统的杆状阳极，进行了同样的实验。另外，在此所谓3轴，是X、Y、Z轴这3轴。

虽然已很了解传统的杆状阳极耐振性优良，但仍进行了试验，且在既定时间内没有发生阳极输出变动。另一方面，第1至第4的实施形式的光电倍增管的网孔状阳极的任何一个在进行试验的既定时间内也都没有发生破损，表明了已具有可作为产品使用的程度的耐振性。另外，在理论上，可认为依照第4、第3、第2、第1实施形式的顺序耐振性提高。

如果综合考虑耐振性和脉冲线性的协调，第2实施形式的光电倍增管的网孔状阳极为好。如果重视脉冲线性而不那么追求耐振性，则第1实施形式的光电倍增管的网孔状阳极为好。反之，如果不追求高的脉冲线性而重视耐振性，则第4实施形式的光电倍增管的网孔状阳极为好。这样，可根据使用光电倍增管的用途和目的，自由使用合适的网孔状阳极。

本发明的光电倍增管不限于上述实施形式，在权利要求范围所述的范围可以有各种的变形或改进。例如，虽然本实施形式是将多级的行聚焦型倍增极弯曲配置的构造，但也可适用于将多级的行聚焦型倍增极配置成通常的直线型的情况。在将n设为3以上的自然数而将n级的倍增极配置成直线型的时候，也是因为网孔状阳极的电子聚束部位于第(n-1)级倍增极与第(n-2)级倍增极之间的空间地设计，所以，理想的是将阳极框的一长边设计为与本发明同样的形状。

又，一长边也可不将A11B的内周设计为第1、第2曲线。因为可将中间部A11A设计得最细，所以，也可局部地变成直线状。

产业上利用的可能性

如以上说明的那样，如果采用本发明，则可广泛地用在石油勘探等要求高耐振性的情况，和要求高脉冲线性特性且要求高精度的光检测的情况。

Claims (6)

1.一种光电倍增管，具有沿管轴(X)延伸的管状真空容器(2)、位于该管状真空容器(2)的管轴方向的端面且将射入的光进行光电转换而放出电子的光电面(2A)、在内壁上具有二次电子面用于顺序倍增该电子的n级倍增极、用于吸收在该n级倍增极上倍增后的电子而设置的由网孔状电极部(A12)和支撑该网孔状电极部(A12)的阳极框(A11)构成的阳极(A)，其特征在于：该阳极框(A11)具有长方形状，该阳极框(A11)的一长边(A11A)的中间部附近设为聚束由多个该倍增极倍增后的该电子的电子聚束部(F)；通过将该阳极框(A11)的内周(A11b、A11c、A21b、A31c、A41c)设置为随着沿该一长边(A11A)离开该阳极框(A11)的该一长边(A11A)的中点而逐渐进入该阳极(A)的内侧的形状，使该阳极框(A11)随着沿该一长边(A11A)离开该中点而变粗。

2.如权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：所述n是3以上的所定的整数，使所述阳极的该电子聚束部(F)位于该第n-1级倍增极与该第n-2级倍增极之间的空间地将该阳极(A)相对所述n级的倍增级而配置。

3.如权利要求1或2所述的光电倍增管，其特征在于：在该管状真空容器(2)上设置相对该管状真空容器(2)不能移动地支撑该多级的倍增极和该阳极(A)的2块基板(4、5)；在该一长边(A11A)的纵向两端设置平行于该一长边(A11A)地从该阳极框(A11)向外方突出的形状的第1支撑部(A14)；在该另一长边(A11C)的纵向两端设计平行于该另一长边(A11C)地从该阳极框(A11)向外方突出的形状的第2支撑部(A15)；通过将该第1支撑部(A14)以及该第2支撑部(A15)插入并固定在该基板(4、5)上形成的窄缝状固定贯通孔(a2、a3)上，将该阳极(A)支撑在该基板(4、5)上。

4.如权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：作为该阳极框(A11)的该内周，限定该一长边(A11A)的部分具有位于该电子聚束部(F)内的第1曲面(A11b、A21b)和第2曲面(A11c、A31c、A41c)。

5.如权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：该网孔状电极部(A12)做成平面状；构成该阳极框(A11)的另一长边(A11C)在任何位置都比该一长边(A11A)的任何位置粗；在该另一长边(A11C)的外周，沿该另一长边(A11C)的纵向设置向垂直于该网孔状电极部(A12)的方向突出的阳极壁(A13)。

6.如权利要求1所述的光电倍增管，其特征在于：所述n是5以上的所定的整数，在第n-3级至第n级的倍增极与第1级的倍增极之间的位置上设置遮光板(6)。

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