专利名称：倍增管电极的制造方法及其结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子倍增管、光电倍增管等上使用的倍增管电极的制造方法、及其结构。
背景技术：
这种倍增管电极，众所周知的是例如日本专利公报特开昭60-182642号、特开平5-182631号、特开平6-314551号等所公开的那样的倍增管电极。日本专利公报特开昭60-182642号所公开的倍增管电极，是具有多个内腔状的、例如圆筒状的贯通孔的有孔的板件，贯通孔关于通过其纵轴和倍增管电极的中正面对称。贯通孔的输入及其输出直径是相同的，比贯通孔的内径小。另外，倍增管电极由2张金属片构成，通过使直径大的开口对置，背靠背地配设通过蚀刻形成有收敛的或具有锥度的孔的各金属片而构成。
日本专利公报特开平5-182631号和特开平6-314551号所公开的倍增管电极，具有排列形成有将一端作为输入开口、将另一端作为输出开口的多个贯通孔的板，在各贯通孔的内侧面上具备为了使其与从投射开口投射进来的电子冲撞而向电子的投射方向倾斜的倾斜部。另外，各贯通孔的输出开口其尺寸制成得比输入开口的大。
可是，从n层倍增管电极释放出的2次电子，被由n层和n+1层的电位差形成的制动电场诱导，投射到n+1层的倍增管电极。日本专利公报特开昭60-182642号所公开的倍增管电极，由于贯通孔的输入和输出直径是相同的，所以，存在等电位线不能充分地进入到为制动电场的n层的贯通孔内部、贯通孔内部的制动电场较弱这一缺点，也有释放出的2次电子返回到n层一侧的问题，成为使电子收集效率降低的原因之一。
针对这一情况，日本专利公报特开平5-182631号所公开的倍增管电极，制成贯通孔，使输出开口比输入开口的尺寸大，因此，变成贯通孔的内侧朝向输出开口扩开的楔状，将2次电子导入到下一层的制动电场从尺寸大的输出开口进入，沿与倾斜部相对一侧的内侧面上升，制成象是深深地进入到贯通孔内部一样。其结果是，进入到贯通孔内部的制动电场的强度增大了，能由下一层的倍增管电极可靠地导引释放出的2次电子，能提高电子的收集效率。
发明内容
一般情况下，倍增管电极如日本专利公报特开昭60-182642号和特开平6-314551号等所公开的那样，由2张金属薄板(板)构成，在各金属薄板上使用蚀刻技术，形成贯通孔，然后，通过使2张金属薄板结合成一体制成。
但是，结合2张金属薄板形成倍增管电极，有时在结合各金属薄板时，在金属薄板之间会产生错位，由于该金属薄板的错位，就不能恰到好处地引导2次电子，存在电子的收集效率恶化的问题。另外，由于必须设计2张金属薄板，而且在制造阶段需要有结合工序，所以，还存在倍增管电极的制造成本高的问题。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种能抑制电子收集效率恶化、能降低制造成本的倍增管电极的制造方法及其结构。
本发明的倍增管电极的制造方法，是一种在一张板上形成将一端作为输入开口、将另一端作为输出开口的贯通孔的倍增管电极的制造方法，其特征是以画从与板平行的方向看具有规定半径的、大致为圆弧状的第1轨迹的方式，蚀刻板的一个面上的规定部分，形成输入开口，以画从与板平行的方向看具有规定半径的、同时，其中心相对第1轨迹的中心在与板平行的方向上错开、从与板平行的方向看与第1轨迹连接或重叠的、大致为圆弧状的第2轨迹的方式，蚀刻板的另一个面上的规定部分，形成输出开口。
本发明的倍增管电极的制造方法，由于相对一张板，以画从与板平行的方向看具有规定半径的、大致为圆弧状的第1轨迹的方式，蚀刻板的一个面上的规定部分，形成输入开口，以画从与板平行的方向看具有规定半径的、同时，其中心相对第1轨迹的中心在与板平行的方向上错开位置、从与板平行的方向看与第1轨迹连接或重叠的、大致为圆弧状的第2轨迹的方式，蚀刻板的另一个面上的规定部分，形成输出开口，所以，能在一张板上形成贯通孔。因此，不需要2张板的设计、以及板的结合工序，能降低倍增管电极的制造成本。另外，由于不用结合2张板，所以，不会产生象上述那样的结合时的板错位的现象，能恰到好处地将释放出的2次电子引导到下一层的倍增管电极，能抑制电子收集效率的恶化。
另外，最好是使第1轨迹的半径比第2轨迹的半径小。这样一来，由于使第1轨迹的半径比第2轨迹的半径小，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
另外，最好使第1轨迹的中心在从与板平行的方向看时位于板的一个面的内侧。这样一来，由于使第1轨迹的中心在从与板平行的方向看时位于板的一个面的内侧，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
另外，最好使第2轨迹的中心在从与板平行的方向看时位于板的另一个面的内侧、或位于板的另一个面上。这样一来，由于使第2轨迹的中心在从与板平行的方向看时位于板的另一个面的内侧、或位于板的另一个面上，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
本发明的倍增管电极的结构，是一种在一张板上形成有将一端作为输入开口、将另一端作为输出开口的贯通孔的倍增管电极的结构，其特征是贯通孔的内侧面包含相互对置的第1弯曲面和第2弯曲面，第1弯曲面以与输入开口对置的方式，制成从输入开口的缘部延伸、从与板平行的方向看具有规定的半径的、大致为圆弧的形状，第2弯曲面以与输出开口对置的方式，制成从输出开口的缘部延伸、从与板平行的方向看具有规定的半径的、大致为圆弧的形状，输出开口制成口径尺寸比输入开口的大。
本发明的倍增管电极的结构，由于贯通孔的内侧面包含上述那样的第1弯曲面和第2弯曲面，所以，能在一张板上形成贯通孔，不需要2张板的设计、以及板的结合工序，能降低倍增管电极的制造成本。另外，由于不用结合2张板，所以，不会产生象上述那样的结合时的板错位的现象，再有，由于输出开口的尺寸制成得比输入开口的大，所以，释放出的2次电子能恰到好处地被引导到下一层的倍增管电极，能提高电子收集效率。
另外，最好是制成第1弯曲面和第2弯曲面，使用于形成第1弯曲面的轨迹和用于形成第2弯曲面的轨迹相互连接或重叠。这样一来，由于制成第1弯曲面和第2弯曲面，使用于形成第1弯曲面的轨迹和用于形成第2弯曲面的轨迹相互连接或重叠，所以，能很容易地形成贯通孔，能进一步降低倍增管电极的制造成本。
另外，最好是从与板平行的方向看时的第1弯曲面的半径比从与板平行的方向看时的第2弯曲面的半径小。这样一来，由于从与板平行的方向看时的第1弯曲面的半径比从与板平行的方向看时的第2弯曲面的半径小，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
另外，最好是第1弯曲面的中心在从与板平行的方向看时位于板的一个面的内侧。这样一来，由于第1弯曲面的中心在从与板平行的方向看时位于板的一个面的内侧，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
另外，最好是第2弯曲面的中心在从与板平行的方向看时位于板的另一个面的内侧、或位于板的另一个面上。这样一来，由于第2弯曲面的中心在从与板平行的方向看时位于板的另一个面的内侧、或位于板的另一个面上，所以，极容易在板上形成具有口径尺寸比输入开口的大的输出开口的贯通孔。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极。
本发明的倍增管电极结构的特征是，是一种具备形成有贯通上下面的窄缝的1张金属板和设置在上述窄缝的内面上的2次电子释放层的倍增管电极结构，沿窄缝的宽度方向对置的2个内面分别具有以包围沿窄缝的长度方向的轴的方式弯曲的弯曲面，沿上述宽度方向的上述弯曲面的一个最深部，相对从最接近该最深部的上述窄缝的缘部沿金属板的厚度方向延伸的直线，位于窄缝的外侧一侧。
而且，虽然弯曲面不一定必须是圆筒面的一部分，可以多少有些变形，但为了抑制电子收集效率的恶化，必须至少从一个弯曲面上的最深部悬垂沿该缘部延伸的曲面，在这种场合，电子能有效地投射到对置的弯曲面上。
图1是表示本发明的实施例的光电倍增管的立体图。
图2是沿图1的II-II线剖切的剖视图。
图3是表示包含在本发明的实施例的光电倍增管中的倍增管电极的俯视图。
图4是包含在本发明的实施例的光电倍增管中的倍增管电极的主要部位放大俯视图。
图5是包含在本发明的实施例的光电倍增管中的倍增管电极的主要部位剖视图。
图6是用于说明包含在本发明的实施例的光电倍增管中的倍增管电极的制造方法的图。
图7是表示包含在本发明的实施例的光电倍增管中的电子倍增部上的电子轨道的图。
图8是表示倍增管电极的另一实施例的主要部位剖视图。
图9是用于说明图8所示的倍增管电极的制造方法的图。
图10是表示层叠了图8所示的倍增管电极的电子倍增部上的电子轨道的图
具体实施例方式
以下，参照附图详细地对本发明的倍增管电极的制造方法及其结构的适当的实施形式进行说明。在各图中，同一部件标相同的标号，且省略其说明。本实施例所示是适用于将本发明应用于放射线检测装置等上的光电倍增管的例子。
图1是表示第1实施例的光电倍增管的立体图，图2是沿图1的II-II线剖切的剖视图。这些图中所示的光电倍增管1，具有大致为正方形筒状的金属制(例如科瓦铁镍钴合金制或不锈钢制)的侧管2，在该侧管2的一侧的开口端A上熔焊固定有玻璃制(例如科瓦铁镍钴合金玻璃制或石英玻璃制)的感光板3。在该感光板3的内表面上形成有将光变换成电子的光电面3a，该光电面3a通过使预先蒸镀在感光板3上的锑与碱金属反应制成。另外，在侧管2的开口端B上焊接固定有金属制(例如科瓦铁镍钴合金制或不锈钢制)的管座板4。这样一来，由侧管2、感光板3和管座板4构成密封容器5，该密封容器5是高度为10mm左右的极薄型的容器。而且，感光板3的形状并不限定为正方形，也可以是长方形或六角形等多角形的。
另外，在管座板4的中央固定有金属制的排气管6。该排气管6用于在组装光电倍增管1的作业结束后，由真空泵(图未示)排出密封容器5内部的空气，使其为真空状态，同时也用作在形成光电面3a时将碱金属蒸气导入到密封容器5内的管。
在密封容器5内设有片状的层叠型的电子倍增器7，该电子倍增器7具有层叠了10片(10层)的板状的倍增管电极8的电子倍增部9。电子倍增器7由贯通管脚板4地设置的科瓦铁镍钴合金制的底座引线10支承在密封容器5内，各底座引线10的前端与各倍增管电极8电气连接。另外，在管座板4上设有用于使各底座引线10贯通的引线孔4a，在各引线孔4a中填充有科瓦铁镍钴合金玻璃制的用作密封的小块11。各底座引线10通过该小块11固定在管座板4上。而且，在各底座引线10中有倍增管电极用的和板极用的。
在电子倍增器7上，位于电子倍增部9的下方，并排设有固定在底座引线10的上端的板极12。另外，在电子倍增器7的最上层、在光电面3a和电子倍增部9之间配置有平板状的聚焦电极板13。在该聚焦电极板13上形成有多条窄缝状的开口部13a，各开口部13a为全部向同一方向延伸的排列。同样，在电子倍增部9的各倍增管电极8上，由于形成有多条而排列着用于使电子倍增的窄缝状电子倍增孔14。在此，电子倍增孔14构成各权项中的贯通孔。
而且，通过使分别在层方向上排列各倍增管电极8的各电子倍增孔14构成的各电子倍增通道L与聚焦电极板13的各开口部13一一对应，而在电子倍增器7上形成有多个沟槽。另外，设置在电子倍增器7上的各板极12为了与规定数量的各沟槽相对应，设有8×8个，由于使各板极12分别与各底座引线10相连接，所以，通过各底座引线10能将各自的输出取出到外部。
这样一来，电子倍增器7具有多个直线型的沟槽。而且，由与图未示的分压电路连接的规定的底座引线10向电子倍增部9和板极12供给规定的电压，光电面3a和聚焦电极板13设定在同一电位上，各倍增管电极8和板极12设定为电位从上层开始依次增高。因此，投射到感光板3上的光，在光电面3a上变换成电子，该电子由于由聚焦电极板13和层叠在电子倍增器7的最上层的第1层的倍增管电极8形成的电子透镜效应，而投射到规定的沟槽内。而且，在投射了电子的沟槽中，电子穿过倍增管电极8的电子倍增通道L的同时，由各倍增管电极8进行多级增倍，投射到板极12上，由各板极12送出各规定沟槽的各自的输出。
以下依据图3～图5详细地对上述倍增管电极8的结构进行说明。图3是表示倍增管电极8的俯视图，图4是倍增管电极8的主要部位的放大俯视图，图5是倍增管电极8的主要部位的剖视图。
各倍增管电极8由表面具有导电性的一张板8a构成。在各倍增管电极8上形成有8排沟槽15，各沟槽15由倍增管电极8的外框16和隔壁部17制成。在各沟槽15中，如以下所描述的那样，通过实施化学蚀刻等，并排设置与聚焦电极板13的开口部13a相同条数的电子倍增孔14。各电子倍增孔14都向同一方向延伸，在与纸面垂直的方向上排列有多个。另外，电子倍增孔14彼此之间由线状的倍增孔边界部分18隔开。隔壁部17的宽度，与板极12彼此之间的间隔相对应而决定，同时，形成的宽度要比倍增孔边界部分18宽。
在板8a(倍增管电极8)的上面形成有为电子倍增孔14的一端的大致为长方形(大约0.19mm×6.0mm)的输入开口14a，在下面形成有为电子倍增孔14的另一端的大致为长方形(大约0.3mm×6.0mm)的输出开口14b。制成输出开口14b的口径尺寸比输入开口14a的大。在本实施例，板8a(倍增管电极8)的厚度t是0.2mm左右，电子倍增孔14的间距p是0.5mm左右。
电子倍增孔14的内侧面包含相互对置的第1弯曲面19a和第2弯曲面19b。第1弯曲面19a大致制成圆弧状，朝向输入开口14a地从输入开口14a的缘部延伸，从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如0.11mm左右)。第2弯曲面19b大致制成圆弧状，朝向输出开口14b地从输出开口14b的缘部延伸，从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如0.16mm左右)。在第1弯曲面19a上实施锑(Sb)的真空蒸镀，使其与碱反应，形成2次电子释放层。
在本实施例，制成第1弯曲面19a和第2弯曲面19b，使用于形成第1弯曲面19a的蚀刻轨迹和用于形成第2弯曲面19b的蚀刻轨迹重叠。另外，第1弯曲面19a的中心，从与板8a平行的方向看，位于板8a的一个面(上面)的内侧。第2弯曲面19b的中心，从与板8a平行的方向看，位于板8a的另一个面(下面)的内侧。而且，第2弯曲面19b的中心，也可以位于从与板8a平行的方向看的板8a的另一个面(下面)上。
也可以在各倍增管电极8的外框16和隔壁部17的规定位置结合并设置制成穹顶状的玻璃部31。在这种场合，玻璃部31与1个外框16或隔壁部17相对应设置9个，共设置81个。玻璃部31通过在外框16和隔壁部17上涂敷玻璃使其硬化而结合，呈向上凸的大致半圆柱状的穹顶状。各倍增管电极8在结合了制成穹顶状的玻璃部31后进行层叠。因此，电子倍增部9通过玻璃部31层叠各倍增管电极8而构成。
在本实施例，层叠的倍增管电极8和玻璃部31大致为线接触，从而减少了倍增管电极8和玻璃部31的结合面积。其结果是，能抑制将倍增管电极8放反了的现象的出现，容易层叠倍增管电极8。另外，由于在外框16和隔壁部17的规定位置上设有制成穹顶状的玻璃部31，所以，抑制了排列有电子倍增孔14部分(沟槽15)的面积、即在电子倍增器7(光电倍增管1)上的感光面积的减少，而且，能在倍增管电极8上结合玻璃部31。
以下，依据图6，对倍增管电极8的制造方法进行说明。倍增管电极8在板8a的上面和下面形成用于防止蚀刻的规定形状的掩膜之后，象以下所述的那样，在一张板8a上实施化学蚀刻，由此形成作为贯通孔的电子倍增孔14。以画从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如，0.11mm左右)的大致为圆弧状的第1轨迹l1的方式，化学蚀刻板8a的一个面(上面)一侧的规定部分，形成输入开口14a。另外，以画从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如，0.16mm左右)，而且其中心m2相对第1轨迹l1的中心m1，在与板8a平行的方向上错开，从与板8a平行的方向看与第1轨迹l1重叠的、大致为圆弧状的第2轨迹l2的方式，化学蚀刻板8a的另一个面(下面)一侧的规定的部分，形成输出开口14b。第1轨迹l1的中心m1和第2轨迹l2的中心m2的在与板8a平行的方向上的间隔c，设定为0.16mm左右。由于使第1轨迹l1和第2轨迹l2重叠，所以，在形成输入开口14a和输出开口14b时，能在板8a上形成贯通孔(电子倍增孔14)。
本实施例，使第1轨迹l1的中心m1，从与板8a平行的方向看位于板8a的上面的内侧，将从板8a的上面到第1轨迹l1的中心m1的长度a设定为0.06mm左右。另外，使第2轨迹l2的中心m2，从与板8a平行的方向看位于板8a的下面的内侧，将从板8a的下面到第2轨迹l2的中心m2的长度b设定为0.03mm左右。而且，也可以使第2轨迹l2的中心m2，从与板8a平行的方向看位于板8a的下面上。这样一来，
以画第1轨迹l1的方式，通过化学蚀刻板8a，就形成了第1弯曲面19a。相对板8a的厚度t的第1弯曲面19a的蚀刻深度(ed1/t×100)，如图5所示，为85％以上。
另外，以画第2轨迹l2的方式，通过化学蚀刻板8a，就形成了第2弯曲面19b。相对板8a的厚度t的第2弯曲面19b的蚀刻深度(ed2/t×100)，如图5所示，为90％以上。
以下，依据图7对使用象以上那样构成的倍增管电极8的电子倍增器7(电子倍增部9)的作用进行说明。
图7是取出电子倍增器7的构成电子倍增部9的多层倍增管电极8中的连续的3层进行表示的图。各层的倍增管电极8以第1弯曲面19a(第2弯曲面19b)的弯曲方向在上层和下层相反的方式，使板8a的配置方向每层相反进行层叠。
在这种状态下，当在各倍增管电极8上施加规定的电压时，形成从上一层的输出开口14b弯曲进入到电子倍增孔14内状态的等电位线、和从下一层的输入开口14a弯曲进入到电子倍增孔14内状态的等电位线。在此，由于输出开口14b的口径尺寸制得比输入开口14a的大，所以，从输出开口14b进入的等电位线、即将2次电子导入到下一层的制动电场，为深深地进入到电子倍增孔14内部的状态。为深深地进入到该电子倍增孔14内部的状态。
这样一来，若等电位线向电子倍增孔14内进入的较深的话，电子倍增孔14内部的制动电场就强，从上一层的倍增管电极8的第1弯曲面19a的下部释放出来的2次电子21，就能导入到下一层的倍增管电极8。
在上述实施例中，虽然制成第1弯曲面19a和第2弯曲面19b，使用于形成第1弯曲面19a的蚀刻轨迹和用于形成第2弯曲面19b的蚀刻轨迹重叠，但，在这以外的实施例，也可以制成第1弯曲面19a和第2弯曲面19b，使用于形成第1弯曲面19a的蚀刻轨迹和用于形成第2弯曲面19b的蚀刻轨迹相互连接。
以下，依据图8～图10对用于形成第1弯曲面19a的蚀刻轨迹和用于形成第2弯曲面19b的蚀刻轨迹相互连接的实施例进行说明。
如图8所示，在板8a(倍增管电极8)的上面形成为电子倍增孔14的一端的、大致为长方形(大致为0.19mm×6.0mm)的输入开口14c，在下面形成为电子倍增孔14的另一端的、大致为长方形(大致为0.3mm×6.0mm)的输出开口14d。输出开口14d的口径尺寸，制成比输入开口14c的大。在本实施例，板8a(倍增管电极8)的厚度t是0.2mm左右，电子倍增孔14的间距p是0.5mm左右。
电子倍增孔14的内侧面包含相互对置的第1弯曲面19c和第2弯曲面19d。第1弯曲面19c大致制成圆弧状，朝向输入开口14c地从输入开口14c的缘部延伸，从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如0.11mm左右)。第2弯曲面19d大致制成圆弧状，朝向输出开口14d地从输出开口14d的缘部延伸，从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如0.16mm左右)。在第1弯曲面19c上实施锑(Sb)的真空蒸镀，使其与碱反应，形成2次电子释放层。
在本实施例，制成第1弯曲面19c和第2弯曲面19d，使用于形成第1弯曲面19c的蚀刻轨迹和用于形成第2弯曲面19d的蚀刻轨迹相互连接。另外，第1弯曲面19c的中心，从与板8a平行的方向看，位于板8a的一个面(上面)的内侧。第2弯曲面19d的中心，从与板8a平行的方向看，位于板8a的另一个面(下面)的内侧。而且，第2弯曲面19d的中心，也可以位于从与板8a平行的方向看的板8a的另一个面(下面)上。
以下，依据图9，对倍增管电极8的制造方法进行说明。倍增管电极8在板8a的上面和下面形成规定形状的用于防止蚀刻的掩膜之后，象以下所述的那样，在一张板8a上实施化学蚀刻，由此形成作为贯通孔的电子倍增孔14。以画从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如，0.11mm左右)的大致为圆弧状的第1轨迹l3的方式，化学蚀刻板8a的一个面(上面)一侧的规定部分，形成输入开口14c。另外，以画从与板8a平行的方向看具有规定的半径(例如，0.16mm左右)，而且其中心m4相对第1轨迹l3的中心m3，在与板8a平行的方向上错开，从与板8a平行的方向看与第1轨迹l3重叠的、大致为圆弧状的第2轨迹l4的方式，化学蚀刻板8a的另一个面(下面)一侧的规定的部分，形成输出开口14d。第1轨迹l3的中心m3和第2轨迹l4的中心m4的在与板8a平行的方向上的间隔h设定为0.23mm左右。由于使第1轨迹l3和第2轨迹l4相连接，所以，在形成输入开口14c和输出开口14d时，通过蚀刻，板8a被侵蚀，能在板8a上形成贯通孔(电子倍增孔14)。
在本实施例，使第1轨迹l3的中心m3，从与板8a平行的方向看位于板8a的上面的内侧，将从板8a的上面到第1轨迹l3的中心m3的长度f设定为0.06mm左右。另外，使第2轨迹l4的中心m4，从与板8a平行的方向看位于板8a的下面的内侧，将从板8a的下面到第2轨迹l4的中心m4的长度g设定为0.03mm左右。而且，也可以使第2轨迹l4的中心m4，从与板8a平行的方向看位于板8a的下面上。这样一来，以画第1轨迹l3的方式，通过化学蚀刻板8a，就形成了第1弯曲面19c。相对板8a的厚度t的第1弯曲面19c的蚀刻深度(ed3/t×100)，如图5所示，为85％以上。
另外，以画第2轨迹l4的方式，通过化学蚀刻板8a，就形成了第2弯曲面19d。相对板8a的厚度t的第2弯曲面19d的蚀刻深度(ed4/t×100)，如图5所示，为90％以上。
以下，依据图10对使用象以上那样构成的倍增管电极8的电子倍增器7(电子倍增部9)的作用进行说明。
图10是取出电子倍增器7的构成电子倍增部9的多层倍增管电极8中的连续的3层进行表示的图。各层的倍增管电极8以第1弯曲面19c(第2弯曲面19d)的弯曲方向在上层和下层相反的方式，使板8a的配置方向每层相反进行层叠。
在这种状态下，当在各倍增管电极8上施加规定的电压时，形成从上一层的输出开口14d弯曲进入到电子倍增孔14内状态的等电位线、和从下一层的输入开口14c弯曲进入到电子倍增孔14内状态的等电位线。在此，由于输出开口14d的口径尺寸制得比输入开口14c的大，所以，从输出开口14d进入的等电位线、即将2次电子导入到下一层的制动电场，为深深地进入到电子倍增孔14内部的状态。为深深地进入到该电子倍增孔14内部的状态。
这样一来，若等电位线向电子倍增孔14内进入的较深的话，电子倍增孔14内部的制动电场就强，从上一层的倍增管电极8的第1弯曲面19c的下部释放出来的2次电子21，就能导入到下一层的倍增管电极8。
这样一来，根据上述实施例的倍增管电极8，由于电子倍增孔14的内侧面包含上述那样的第1弯曲面19a、19c和第2弯曲面19b、19d，所以，能在一张板8a上形成电子倍增孔14，不需要2张板的设计以及结合板的工序，能降低倍增管电极8的制造成本。另外，由于不用结合2张板，所以，不会产生上述那样的结合时板错位的现象，再有，由于制成输出开口14b、14d的口径尺寸比输入开口14a、14c的大，所以，释放出的2次电子21能恰当地被导入到下一层的倍增管电极8，能提高电子的收集效率。
另外，由于制成第1弯曲面19a、19c和第2弯曲面19b、19d，使用于形成第1弯曲面19a、19c的蚀刻轨迹(第1轨迹l1、l3)和用于形成第2弯曲面19b、19d的蚀刻轨迹(第2轨迹l2、l4)相互连接或重叠，所以，容易形成电子倍增孔14，能进一步降低倍增管电极8的制造成本。
另外，由于从与板8a平行的方向看时的第1弯曲面19a、19c的半径比从与板8a平行的方向看时的第2弯曲面19b、19d的半径小，所以，能极容易地在板8a上形成具有口径尺寸比输入开口14a、14c大的输出开口14b、14d的电子倍增孔14。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极8。
另外，由于第1弯曲面19a、19c的中心，从与板8a平行的方向看位于板8a的上面的内侧，所以，能极容易地在板8a上形成具有口径尺寸比输入开口14a、14c大的输出开口14b、14d的电子倍增孔14。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极8。
另外，第2弯曲面19b、19d的中心，从平行于板8a的方向看位于板8a的下面的内侧，或位于板8a的下面上，所以，能极容易地在板8a上形成具有口径尺寸比输入开口14a、14c大的输出开口14b、14d的电子倍增孔14。其结果是，能以低制造成本实现能进一步提高电子收集效率的结构的倍增管电极8。
另外，根据上述实施例的倍增管电极8的制造方法，由于对一张板8a，以画上述形状的第1轨迹l1、l3的方式，化学蚀刻板8a的上面一侧的规定部分，形成输入开口14a、14c，另一方面，象画上述形状的第2轨迹l2、L4的方式，化学蚀刻板8a的下面一侧的规定部分，形成输出开口14b、14d，所以，能在一张板8a上形成电子倍增孔14。因此，不需要2张板的设计以及结合板的工序，能降低倍增管电极的制造成本。另外，由于不用结合2张板，所以，不会产生上述那样的结合时板错位的现象，能恰当地将释放出的2次电子21导入到下一层的倍增管电极8，能抑制电子收集效率的恶化。
本发明并不限于上述实施例，上述数值、形状等也可以做适当的变更、设定，另外，本实施例，虽然指出的是应用于具备光电面3a的光电倍增管1的例子，但当然本发明也能应用于电子倍增管。另外，也可以使用化学蚀刻以外的蚀刻技术。
而且，上述倍增管电极结构的特征是是一种具备形成有贯通上下面的窄缝(电子倍增孔)14的一张金属板(倍增管电极8)和设置在窄缝14的内面上的2次电子释放层(19a、19b、19c、19d为了便于说明，用与弯曲面相同的符号表示)的倍增管电极的结构，沿窄缝14的宽度方向(间距p的方向)对置的2个内面，分别具有以包围沿窄缝的长度方向(在图5～图10中，垂直于纸面的方向)的轴(m1、m2、m3、m4)的方式弯曲的弯曲面(19a、19b、19c、19d)，沿上述宽度方向的上述弯曲面的一个最深部(BL、BR)，相对从最接近于该最深部(BL、BR)的上述窄缝的缘部(EL、ER)沿金属板(倍增管电极8)的厚度方向延伸的直线(LL、LR)，位于窄缝14的外侧一侧(参照图5)。
而且，上述弯曲面虽然不一定必须是圆筒面的一部分，可以多少有些变形，但为了抑制电子收集效率的恶化，必须至少从一个弯曲面(19a)上的最深部(BL)悬垂沿该缘部(EL)延伸的曲面，在这种场合，电子能有效地投射到对置的弯曲面19b上。在弯曲面19b也满足与弯曲面19a相同的条件的情况下，能进一步增加电子收集效率。这些特征也适用于在图7以后的附图中所示的倍增管电极。
如以上详细说明的那样，根据本发明，能提供一种能抑制电子收集效率的恶化，且能降低制造成本的倍增管电极的制造方法及其结构。
本发明能应用于电子倍增管、光电倍增管等所使用的倍增管电极的制造方法、及其结构。
权利要求
1.一种倍增管电极的制造方法，在一张板上形成有将一端作为输入开口、将另一端作为输出开口的贯通孔，其特征是以画从与上述板平行的方向看具有规定半径的、大致为圆弧状的第1轨迹的方式，蚀刻上述板的一个面上的规定部分，形成上述输入开口，以画从与上述板平行的方向看具有规定半径的、同时，其中心相对上述第1轨迹的中心在与上述板平行的方向上错开、从与上述板平行的方向看与上述第1轨迹连接或重叠的、大致为圆弧状的第2轨迹的方式，蚀刻上述板的另一个面上的规定部分，形成上述输出开口。
2.根据权利要求1的倍增管电极的制造方法，其特征是使上述第1轨迹的半径比上述第2轨迹的半径小。
3.根据权利要求1或2的倍增管电极的制造方法，其特征是使上述第1轨迹的中心在从与上述板平行的方向看时位于上述板的上述一个面的内侧。
4.根据权利要求1～3的任意一项的倍增管电极的制造方法，其特征是使上述第2轨迹的中心在从与上述板平行的方向看时位于上述板的上述另一个面的内侧或位于上述板的上述另一个面上。
5.一种倍增管电极的结构，在一张板上形成有将一端作为输入开口、将另一端作为输出开口的贯通孔，其特征是上述贯通孔的内侧面包含相互对置的第1弯曲面和第2弯曲面，上述第1弯曲面以与上述输入开口对置的方式，制成从上述输入开口的缘部延伸、从与上述板平行的方向看具有规定的半径的、大致为圆弧的形状，上述第2弯曲面以与上述输出开口对置的方式，制成从上述输出开口的缘部延伸、从与上述板平行的方向看具有规定的半径的、大致为圆弧的形状，上述输出开口制成口径尺寸比上述输入开口的大。
6.根据权利要求5的倍增管电极的结构，其特征是制成上述第1弯曲面和上述第2弯曲面，使用于形成上述第1弯曲面的轨迹和用于形成上述第2弯曲面的轨迹相互连接或重叠。
7.根据权利要求5的倍增管电极的结构，其特征是从与上述板平行的方向看时的上述第1弯曲面的半径比从与上述板平行的方向看时的上述第2弯曲面的半径小。
8.根据权利要求5的倍增管电极的结构，其特征是上述第1弯曲面的中心在从与上述板平行的方向看时位于上述板的上述一个面的内侧。
9.根据权利要求5的倍增管电极的结构，其特征是上述第2弯曲面的中心在从与上述板平行的方向看时位于上述板的上述另一个面的内侧，或位于上述板的上述另一个面上。
10.一种倍增管电极的结构，具备形成有贯通上下面的窄缝的1张金属板和设置在上述窄缝的内面上的2次电子释放层，其特征是沿上述窄缝的宽度方向相对的2个内面分别具有以包围沿上述窄缝的长度方向的轴的方式弯曲的弯曲面，沿上述宽度方向的上述弯曲面的一个最深部，相对从最接近该最深部的上述窄缝的缘部沿上述金属板的厚度方向延伸的直线，位于上述窄缝的外侧。
全文摘要
一种倍增管电极的结构，其中，电子倍增孔14的内侧面包含相互对置的第1弯曲面19a和第2弯曲面19b。第1弯曲面19a以与输入开口14a对置的方式，制成从输入开口14a的缘部延伸、具有规定的半径的、大致为圆弧的形状。第2弯曲面19b以与输出开口14b对置的方式，制成从输出开口14b的缘部延伸、具有规定的半径的、大致为圆弧的形状。
文档编号H01J43/00GK1437758SQ01811419
公开日2003年8月20日 申请日期2001年6月15日 优先权日2000年6月19日
发明者下井英树, 久嵨浩之 申请人:浜松光子学株式会社