光电倍增器制造技术

本发明专利技术涉及一种光电倍增器，其具有能实现高倍增效率的微细结构。该光电倍增器具备将内部维持在真空的外围器，在规定该外围器的内部空间的内壁面的一部分即器件搭载面（４０ａ）上，配置有反射型光电面即光电面（２２）、电子倍增部（３１）、阳极（３２）、电压分配部（３１１）。尤其是，电子倍增部由用于对来自光电面的光电子进行级联倍增的多段倍增电极构成，向这些各段倍增电极分别施加相应电压的电压分配部，和电子倍增部一起位于同一平面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光电倍增器，其具有对由光电面生成的光电子进 行级联倍增的电子倍增部。
技术介绍
目前，光电倍增器(PMT: Photo-Multiplier Tube)作为光传感器 已被人所知。光电倍增器构成为，具备将光变换为电子的光电面 (Photocathode)、聚焦电极、电子倍增部、以及阳极，并且，这些被 收容在真空容器中。在这种光电倍增器中，当光向光电面入射吋，光 电子从光电面被释放到真空容器中。该光电子被聚焦电极导入到电子 倍增部，并被该电子倍增部进行级联倍增。阳极将已倍增的电子中到 达此处的电子作为信号而输出(例如，参照下述专利文献1以及专利 文献2)。专利文献l:日本国特许第3078905号公报(日本国特开平5-182631 号公报)专利文献2:日本国特开平4-359855号公报
技术实现思路
专利技术者们对目前的光电倍增器进行了研讨，结果发现了以下的问 题。B卩，随着光传感器用途的多样化，需要更加小型的光电倍增器。 另一方面，伴随着这种光电倍增器的小型化，对构成该光电倍增器的 部件提出了高精度的加工技术的要求。特别是随着部件自身的微细化 的进展，这些部件之间的精密配置变得越来越难以实现，因此无法获 得高检测精度，而且，每个被制造出来的光电倍增器的检测精度的偏 差也变大。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能 获得更高倍增效率的微细结构的光电倍增器。本专利技术涉及的光电倍增器是具有电子倍增部的光传感器，该电子 倍增部对由光电面生成的光电子进行级联倍增，根据该光电面的配置 位置，光电倍增器分为，沿着与光的入射方向相同的方向释放光电子 的具有透过型光电面的光电倍增器、以及沿着与光入射方向不同的方 向释放光电子的具有反射型光电面的光电倍增器。具体地说，该光电倍增器具有外围器，使由包括器件搭载面的 内壁面所规定的内部空间维持真空状态；被容纳于该外围器内的光电 面；被容纳于该外围器内的电子倍增部；至少一部分被容纳于该外围 器内的阳极；以及电压分配部。上述外围器由玻璃材料制的下侧框架 (frame),电子倍增部、阳极、电压分配部被一体地蚀刻加工的侧壁框 架，以及玻璃材料或硅材料制的上侧框架构成。而且，在这种情况下， 器件搭载面相当于下侧框架的上面。上述电子倍增部由沿着电子的行进方向依次配置在器件搭载面上 的多段倍增电极构成，这些多段倍增电极分别被设定在不同的电位。 通过这种多段倍增电极的级联倍增而实现了高倍增效率。并且，上述 电压分配部与电子倍增部一起被配置在器件搭载面上，并向构成该电 子倍增部的多段倍增电极的每一个施加规定电压。如此，通过将电子 倍增部和电压分配部共同配置在同一平面上，能够实现该光电倍增器 的小型化。本专利技术涉及的光电倍增器中，由于上述电压分配部与电子倍增部 一起被容纳于外围器的内部空间内，所以优选为具有主轴部和从该主 轴部延伸的多个连接部的形状。该主轴部沿着电子倍增部中的电子行 进方向延伸，多个连接部的一端与多段倍增电极中相应段的倍增电极 相连。并且，优选各连接部被整形为，至少与主轴部相连的连接端部 的在该主轴部的延伸方向上规定的厚度，小于在该主轴部的延伸方向 上规定的各段倍增电极的宽度。这是因为由于在两端被施加了规定 电压的主轴部上形成有连续的电位梯度，因而，如果连接部的连接端 部(主轴部和连接部的连接部分)的厚度大，那么将不能忽视在向着 该连接部的光电面侧的侧面和向着阳极侧的侧面之间产生的电位差 (相应段的倍增电极的电位控制变难)。与此相反的是，为了减小电阻， 优选增大除了该连接端部的该连接部的截面。本专利技术涉及的光电倍增器中，优选上述多段倍增电极分别具有沿着器件搭载面配置的多个沟部。1个倍增电极的各个沟部分别构成多个 电子倍增通道的一部分。并且，本专利技术涉及的光电倍增器中，在上述电压分配部的主轴部 的两端上，连接有用于向电子倍增部施加规定电压的金属端子。这些 金属端子插入到连接外围器的外部和内部空间的贯通孔内。而且，本专利技术涉及的光电倍增器中，从容易加工的角度考虑，优 选至少上述电子倍增部由硅构成。例如，在上述侧壁框架由硅材料构 成的情况下，由于电子倍增部、阳极、以及电压分配部能够一体地通 过蚀刻加工而实现，因此，能够实现在上述下侧框架的器件搭载面上 的这些构成要素的二维配置，从而能够实现该光电倍增器的小型化。另外，通过下面的详细说明以及附图可以更充分地理解本专利技术相 关的各实施例。这些实施例仅仅是例示，不能认为是对本专利技术的限定。并且，本专利技术的更大的应用范围将从以下的详细说明而变得清楚。 然而，详细的说明和特定的事例虽然表示了本专利技术的优选实施例，但 是这些仅仅是为了例示而表示的。从这些详细说明本领域技术人员显 然可以知晓包含于本专利技术的思想以及范围中的各种变形以及改良。如上所述，根据本专利技术，电子倍增部和电压分配部被配置在同一 平面上，其中，电子倍增部由具有分别构成电子倍增通道的多个沟部 的多段倍增电极构成，并实现了高倍增效率，电压分配部用于向这些 多段倍增电极施加规定的电压。如此，由于光电倍增器的主要构成要 素能够被二维地配置，因此能够获得具有更高倍增效率的微细结构的 光电倍增器。附图说明图1是本专利技术涉及的光电倍增器的一实施例的构成的立体示意图。图2是图1所示的光电倍增器的组装工序图。 图3是分别沿着图1中的I-I线和II-II线被剖开的光电倍增器的结 构的截面示意图。图4是图1所示的光电倍增器中电子倍增部的结构的立体示意图。图5是用于说明电子倍增部的多种结构的平面图。图6是图1所示的光电倍增器的制造工序的说明图(其1)。6 图7是图1所示的光电倍增器的制造工序的说明图(其2)。图8是采用本专利技术涉及的光电倍增器的检测模块的构成示意图。符号说明la…光电倍增器，2…上侧框架，3…侧壁框架，4…下侧框架(玻 璃基板)，22…光电面，31…电子倍增部，32…阳极，42…阳极端子， 311…电压分配部，311a、 311b…端部。具体实施例方式下面，使用图1 图8详细地说明本专利技术涉及的光电倍增器及其制 造方法。而且，在附图的说明中，使用相同的符号标记相同的部分， 省略重复的说明。图1是本专利技术涉及的光电倍增器的一个实施例的结构的立体示意 图。该图1中所示的各光电倍增器la是具有反射型光电面的电子倍增 器，包括由上侧框架2 (玻璃基板)、侧壁框架3 (硅基板)、下侧框 架4 (玻璃基板)构成的外围器。该光电倍增器la是如下所述的光电 倍增器当光向着光电面入射的方向和电子倍增部的电子的运动方向 相交叉，即光从图1中的箭头A所示的方向入射，那么通过从光电面 释放出的光电子入射到电子倍增部，该光电子沿着箭头B所示的方向 运动，从而将二次电子级联倍增。接着，对各构成要素进行说明。图2是将图1所示的光电倍增器la分解为上侧框架2、侧壁框架 3、以及下侧框架4的立体示意图。上侧框架2以矩形平板状的玻璃基 板20作为基体材料而形成。在玻璃基板20的主面20a上形成有矩形 的凹部201，凹部201的外周沿着玻璃基板20的外周形成。侧壁框架3以矩形平板状的硅基板30作为基体材料而构成。从硅 基板30的主面30a到与其相对的面30b之间形成有贯通部301 (电子 倍增部31侧)以及贯通部302本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电倍增器，其特征在于，具备：外围器，使由包括器件搭载面的内壁面所规定的内部空间维持真空状态；光电面，被容纳于所述外围器内，相应于经过该外围器取入的光而向该外围器的内部释放电子；电子倍增部，被容纳于所述外围器内， 并具有沿着电子的行进方向依次配置在所述器件搭载面上的多段倍增电极；阳极，被容纳于所述外围器内，用于将在所述电子倍增部被级联倍增的电子中到达的电子作为信号而取出；以及，电压分配部，被容纳于所述外围器内，用于向构成所述电子倍增部 的多段倍增电极分别施加规定电压，并且与所述电子倍增部一起被配置在所述器件搭载面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-8-12 234728/20051.一种光电倍增器，其特征在于，具备外围器，使由包括器件搭载面的内壁面所规定的内部空间维持真空状态；光电面，被容纳于所述外围器内，相应于经过该外围器取入的光而向该外围器的内部释放电子；电子倍增部，被容纳于所述外围器内，并具有沿着电子的行进方向依次配置在所述器件搭载面上的多段倍增电极；阳极，被容纳于所述外围器内，用于将在所述电子倍增部被级联倍增的电子中到达的电子作为信号而取出；以及，电压分配部，被容纳于所述外围器内，用于向构成所述电子倍增部的多段倍增电极分别施加规定电压，并且与所述电子倍增部一起被配置在所述器件搭载面上。2. 根据权利要求l所述的光电倍增器，其特征在于 所述电压分配部具备主轴部...

【专利技术属性】
技术研发人员：久嶋浩之，下井英树，杉山浩之，木下仁志，木村末则，增田祐司，大村孝幸，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]