[发明专利]电子倍增器单元和包括其的光电倍增器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子倍增器单元和包括该电子倍增器单元的光电倍增器，该电子倍增器单元通过响应一次电子的入射而多级连续发射二次电子来实现电子的级联倍增。

背景技术

已知下列常规技术是在根据本发明的电子倍增器单元和包括其的光电倍增器之前的现有技术。

日本专利申请公开第7-245078号

日本专利申请公开第4-315758号

WO98/33202

美国专利第5,914,561号

发明内容

本发明者研究了上述引用的常规技术并发现了以下问题。

即，迄今为止光电倍增器作为光电传感器应用于多种技术领域。特别是，在X-射线和辐射射线的检测的应用中，有必要将包括光电倍增器的检测器部分用重金属，例如Pb来屏蔽，并且设备的总重量取决于重金属屏蔽的重量。

例如，用作医疗检查系统的γ-摄相机设备至少配置有一对上下摄像头，每个摄像头具有这样的结构：除了用于暴露以二维形式排列的光电倍增器的面板的检测窗之外，多个光电倍增器完全被Pb屏蔽遮盖。必须增加使用的光电倍增器的数量用于改进检测清晰度，并且，自然地，包括重金属屏蔽在内的检测器部分的重量的增加将会对设备的重量和大小的减少造成障碍。

于是，前述文献介绍了用于减少所使用的光电倍增器的轴的长度(圆筒长度)的结构，从而在不降低检测清晰度的情况下，减少重金属屏蔽的毛重量。

但是，为了同时满足提高检测清晰度的需要和减少设备总重量和大小的需要，需要一种能够进一步减少圆筒长度的新结构。

为了解决上述讨论的问题而完成了本发明，本发明的目标在于提供一种具有能够进一步减少圆筒长度，同时实现高增益和保持或进一步提高优异的快速响应的结构的电子倍增器单元，以及包括其的光电倍增器。

根据本发明的电子倍增器单元是一种用于实现将响应一次电子的入射而发射的二次电子级联倍增的电子元件，并应用于电子管的级联倍增结构、具有在接收预定波长的弱光以及X-射线和辐射射线等时发射光电子作为一次电子的阴极的光电倍增器的级联倍增结构等。

根据本发明的电子倍增器单元包括：配置有使得一次电子进入的入口孔的第一支撑构件；定位成面向第一支撑构件的第二支撑构件；和设置在第一和第二支撑构件之间的空间内的第一倍增器电极、第二倍增器电极和阳极。第一倍增器电极是用于接收穿过第一支撑构件的入口孔的一次电子并发射二次电子的倍增器电极，并且其具有在覆盖第一支撑构件的入口孔的状态下的反射型二次电子发射表面，该反射型二次电子发射表面定位成使得将二次电子发射至该第一和第二支撑构件之间的空间内。用于捕获发射至该空间的二次电子的阳极位于第一和第二支撑构件之间的空间内。但是，该阳极设置在从第一倍增器电极发射的二次电子不直接到达的位置。这样的目的在于确保在从第一倍增器电极到阳极的二次电子行进路径上的二次电子的级联倍增结构的充足的安装面积。

特别是，在根据本发明的电子倍增器单元内，第二倍增器电极是配置为用于在第一和第二支撑构件之间的空间内的二次电子的级联倍增的倍增器电极，并用作改变二次电子的行进路径的电极。即，第二倍增器电极具有反射型二次电子发射表面，该反射型二次电子发射表面定位成面向第一倍增器电极，并且设置为响应来自第一倍增器电极的二次电子而向第一倍增器电极所在的一侧发射新的二次电子。该第二倍增器电极改变了从第一倍增器电极向第二倍增器电极行进的二次电子(从单元的中心至外部周围行进的二次电子)的行进路径，以使其变得与第一和第二支撑构件平行。换言之，在电子倍增器单元中，从阴极向阳极的二次电子的行进路径从沿着自中心轴起的径向的路径被修正成为围绕中心轴旋转的路径。

在根据本发明的电子倍增器单元内，二次电子的行进路径的总长度TL，即，从第一倍增器电极至阳极的电子行进距离可以保持为不少于第一支撑构件和第二支撑构件之间的距离D(倍增器电极等所在的空间的宽度)的2倍，优选不小于4倍。通过按照这样的宽度D来设定用于获得足够的增益的级联倍增结构，使进一步减少应用该电子倍增器单元的光电倍增器的圆筒长度变得切实可行。