JP2006092877A - Streak tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出対象の光の時間変化をストリーク像として検出するストリーク管に関するものである。 The present invention relates to a streak tube that detects a temporal change of light to be detected as a streak image.
ストリーク管は、検出対象の光を光電陰極において電子(光電子)に変換し、電子の時間変化をストリーク像として検出することによって入射光の時間変化を測定するものである。このようなストリーク管は、一般に、気密に閉じられた容器の一方の面を入射面板とし、この容器内に入射面板側から順に、光電陰極(フォトカソード)、光電陰極から放出された電子の偏向を制御してストリーク像を生成するための偏向電極、及び生成されたストリーク像を検出するための蛍光面などの検出手段を配置して構成される(例えば、特許文献1、2参照)。
上記したストリーク管において、光電陰極と偏向電極との間に開口部を有する陽極(アノード)を設け、光電陰極から放出されて陽極の開口部を通過した電子を偏向電極へと導く構成を考える。このような構成において、光電陰極からの電子を集束させつつ陽極の開口部を通過させると、陽極付近で光電子群が集束するクロスオーバー点の近傍において、内部ガスのイオン化が発生する場合がある。 In the above streak tube, a configuration is considered in which an anode having an opening (anode) is provided between the photocathode and the deflection electrode, and electrons emitted from the photocathode and passed through the opening of the anode are guided to the deflection electrode. In such a configuration, when electrons from the photocathode are focused and passed through the opening of the anode, internal gas ionization may occur in the vicinity of the crossover point where the photoelectron group is focused near the anode.
このように陽極付近で発生したイオンが容器内の電界によって光電陰極へと戻ると(イオンフィードバック)、光電陰極においてイオンに起因する余分な2次電子が発生する。この2次電子は、入射光に起因する光電子と同様に陽極、偏向電極を介して蛍光面に到達し、ノイズ信号として検出される。このようなノイズ信号は、入射光に対応する本来の信号から時間的に遅れた擬似信号として検出されるため、上記したようにストリーク像によって入射光の時間変化を測定する上で問題となる。 When the ions generated in the vicinity of the anode return to the photocathode due to the electric field in the container (ion feedback), extra secondary electrons due to the ions are generated at the photocathode. The secondary electrons reach the phosphor screen via the anode and the deflection electrode in the same manner as the photoelectrons caused by the incident light, and are detected as noise signals. Since such a noise signal is detected as a pseudo signal that is delayed in time from the original signal corresponding to the incident light, there is a problem in measuring the temporal change of the incident light using the streak image as described above.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響を抑制することが可能なストリーク管を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a streak tube that can suppress the influence of a noise signal on a signal corresponding to incident light.
このような目的を達成するために、本発明によるストリーク管は、(1)検出対象の光を入射させる入射面板を含む容器と、(2)容器内に設けられ、入射面板から入射した光を電子に変換する光電陰極と、(3)光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有する陽極と、(4)陽極の開口部を通過した電子の偏向を制御する偏向電極と、(5)光電陰極から放出され、偏向電極によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する検出手段とを備え、(6)容器内において入射面板と陽極との間に形成される電界の軸上で、陽極に対して光電陰極が直接的には対面しないように構成されていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the streak tube according to the present invention includes (1) a container including an incident face plate for allowing the light to be detected to enter, and (2) provided in the container and receiving the light incident from the incident face plate. A photocathode for conversion to electrons, (3) an anode having an opening through which electrons emitted from the photocathode pass, (4) a deflection electrode for controlling the deflection of electrons passing through the opening of the anode, (5 And (6) detecting means for detecting a streak image by electrons emitted from the photocathode and controlled in deflection by the deflection electrode, and (6) on the axis of the electric field formed between the incident face plate and the anode in the container. The photocathode is configured not to directly face the anode.
あるいは、本発明によるストリーク管は、(1)検出対象の光を入射させる入射面板を含む容器と、(2)容器内に設けられ、入射面板から入射した光を電子に変換する光電陰極と、(3)光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有する陽極と、(4)陽極の開口部を通過した電子の偏向を制御する偏向電極と、(5)光電陰極から放出され、偏向電極によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する検出手段とを備え、(6)容器内において陽極の開口部の中心を通る管軸上で、陽極に対して光電陰極が直接的には対面しないように構成されていることを特徴とする。 Alternatively, the streak tube according to the present invention includes: (1) a container including an incident surface plate that allows detection target light to enter; and (2) a photocathode that is provided in the container and converts light incident from the incident surface plate into electrons. (3) an anode having an opening through which electrons emitted from the photocathode pass, (4) a deflection electrode for controlling the deflection of electrons that have passed through the opening of the anode, and (5) deflection by being emitted from the photocathode. (6) a photocathode directly on the anode with respect to the anode on the tube axis passing through the center of the opening of the anode in the container. It is configured not to face each other.
上記したストリーク管においては、容器内に入射面板側から順に、光電陰極、開口部を有する陽極、偏向電極、及び検出手段を配置している。そして、入射光に対応して光電陰極から放出される光電子が検出手段へと導かれる方向とは逆方向で、陽極側から光電陰極を見た構成について、電界の軸または管軸上において、陽極(開口部を含む)と光電陰極とが直接的には対面しない構成としている。このような構成によれば、電子が陽極の開口部を通過する際に、陽極付近においてイオンが発生した場合であっても、発生したイオンが容器内の電界によって光電陰極へと到達することが防止される。これにより、イオンに起因する余分な2次電子の発生が防止され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。 In the streak tube described above, a photocathode, an anode having an opening, a deflection electrode, and detection means are arranged in this order from the incident face plate side. Then, the configuration in which the photocathode is viewed from the anode side in the direction opposite to the direction in which the photoelectrons emitted from the photocathode in response to the incident light are guided to the detection means, on the axis of the electric field or on the tube axis, The photocathode (including the opening) and the photocathode are not directly facing each other. According to such a configuration, when electrons pass through the opening of the anode, even if ions are generated near the anode, the generated ions can reach the photocathode due to the electric field in the container. Is prevented. Thereby, generation of extra secondary electrons due to ions is prevented, and the influence of the noise signal on the signal corresponding to the incident light is suppressed.
なお、上記したストリーク管の構成において、「所定の軸上で、陽極に対して光電陰極が直接的には対面しない」とは、陽極(陽極の開口部内の所定位置)から軸上で見て、光電陰極が直接的には見えない構成を意味する。このような構成は、例えば、光電陰極自体が軸上から外れて配置された構成、あるいは、光電陰極と陽極との間の軸上に他の部材が配置された構成等を含んでいる。 In the configuration of the streak tube described above, “the photocathode does not directly face the anode on the predetermined axis” means that the anode (predetermined position in the opening of the anode) is viewed on the axis. This means a configuration in which the photocathode is not directly visible. Such a configuration includes, for example, a configuration in which the photocathode itself is disposed off the axis, or a configuration in which another member is disposed on the axis between the photocathode and the anode.
また、「入射面板と陽極との間に形成される電界の軸」については、電界が略軸対称に形成されている場合には、その対称軸(中心軸)が電界の軸に相当する。また、「陽極の開口部の中心を通る管軸」については、ストリーク管の構造上の中心軸に相当し、通常は陽極の開口部の中心を通り陽極に対して垂直な軸が管軸となる。なお、上記したストリーク管においては、光電陰極及び陽極の間に配置され、光電陰極から放出された電子を陽極の開口部へと集束させる集束電極を備える構成とすることが好ましい。 In addition, regarding “the axis of the electric field formed between the incident surface plate and the anode”, when the electric field is formed substantially axially symmetric, the axis of symmetry (center axis) corresponds to the axis of the electric field. The “tube axis passing through the center of the anode opening” corresponds to the central axis of the streak tube structure, and the axis perpendicular to the anode passing through the center of the anode opening is usually the tube axis. Become. Note that the streak tube described above preferably includes a focusing electrode that is disposed between the photocathode and the anode and focuses the electrons emitted from the photocathode onto the opening of the anode.
上記したストリーク管の具体的な構成例としては、光電陰極が、入射面板の陽極側の面上において、所定の軸(電界の軸または管軸)との交点を除く所定部位に形成されている構成を用いることができる。 As a specific configuration example of the streak tube described above, the photocathode is formed on a surface on the anode side of the incident face plate at a predetermined portion excluding an intersection with a predetermined axis (electric field axis or tube axis). A configuration can be used.
また、ストリーク管は、光電陰極及び陽極の間に配置され、光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有するとともに、光電陰極からの電子の陽極への通過条件を制御する制御電極を備える構成としても良い。このような制御電極としては、例えば、ゲート電圧を印加することによってストリーク像の検出についてのゲート動作を制御するゲート電極がある。 The streak tube is provided between the photocathode and the anode, and has an opening through which electrons emitted from the photocathode pass, and a control electrode for controlling the passage conditions of the electrons from the photocathode to the anode. It is good also as a structure. As such a control electrode, for example, there is a gate electrode that controls a gate operation for detecting a streak image by applying a gate voltage.
このように制御電極が設けられている場合、上記したストリーク管の具体的な構成例としては、制御電極の開口部が、所定の軸(電界の軸または管軸)との交点を除く所定部位に形成されている構成を用いることができる。 When the control electrode is provided in this way, as a specific configuration example of the above-described streak tube, the opening of the control electrode has a predetermined portion excluding an intersection with a predetermined axis (electric field axis or tube axis). The structure formed in can be used.
また、制御電極の陽極側の面上に、2次電子放出を抑制するための処理が施されていることが好ましい。これにより、制御電極におけるイオンに起因する余分な2次電子の発生が抑制され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。 Moreover, it is preferable that the process for suppressing secondary electron emission is performed on the anode side surface of the control electrode. As a result, the generation of extra secondary electrons due to ions at the control electrode is suppressed, and the influence of the noise signal on the signal corresponding to the incident light is suppressed.
本発明によるストリーク管によれば、容器内において陽極側から光電陰極を見た構成について、電界の軸または管軸上において、陽極と光電陰極とが直接的には対面しない構成とすることにより、陽極付近において発生したイオンが容器内の電界によって光電陰極へと到達することが防止される。これにより、イオンに起因する余分な2次電子の発生が防止され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。 According to the streak tube according to the present invention, the configuration in which the photocathode is viewed from the anode side in the container, on the axis of the electric field or on the tube axis, the anode and the photocathode do not directly face each other, Ions generated in the vicinity of the anode are prevented from reaching the photocathode due to the electric field in the container. Thereby, generation of extra secondary electrons due to ions is prevented, and the influence of the noise signal on the signal corresponding to the incident light is suppressed.
以下、図面とともに、本発明によるストリーク管の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, preferred embodiments of a streak tube according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1は、本発明によるストリーク管の第1実施形態の構成を示す側面断面図である。また、図2は、図1に示したストリーク管の外面構成を示す斜視図である。なお、図2においては、ストリーク管の外周部分を構成する容器のうちで、後述する入射面板について図示を省略している。また、図1中において、実線矢印Aは光電陰極から放出された電子の軌道を示し、破線矢印Bは陽極付近で発生したイオンの軌道を示し、実線矢印Cは偏向電極による電子の掃引方向を示している。また、図1中に示す軸Axは、本ストリーク管1Aの中心軸を示している。
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a first embodiment of a streak tube according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an outer surface configuration of the streak tube shown in FIG. In addition, in FIG. 2, illustration is abbreviate | omitted about the entrance plane plate mentioned later among the containers which comprise the outer peripheral part of a streak tube. In FIG. 1, a solid arrow A indicates the trajectory of electrons emitted from the photocathode, a broken arrow B indicates the trajectory of ions generated near the anode, and the solid arrow C indicates the sweep direction of electrons by the deflection electrode. Show. An axis Ax shown in FIG. 1 indicates the central axis of the
本実施形態によるストリーク管1Aは、ガラスなどの材質によって気密に閉じられて形成された容器10を備え、その内部は高真空に保持されている。この容器10は、軸Axを中心軸とする円筒形状を有する筒状部11と、筒状部11の一方側に設けられた入射面板12と、筒状部11の他方側に設けられた出力面板13とを有している。
The
入射面板12は、検出対象の光を入射させる入射窓として機能するものであり、所定波長の光を透過させる材質によって形成される。また、入射面板12の内面(後述する陽極23側の面)上には、光電陰極20が形成されている。この光電陰極20は、入射面板12から入射した光を電子(光電子)に変換する透過型の光電面として機能する。また、図1に示すように、本ストリーク管1Aにおいては、光電陰極20は、入射面板12の内面上において、軸Axとの交点を除く所定部位に形成されている。
The
一方、軸Axについて入射面板12の反対側に位置する出力面板13は、ストリーク管1Aにおいて生成されたストリーク像を出力するためのものである。また、出力面板13の内面上には、蛍光面25が形成されている。この蛍光面25は、電子によるストリーク像を検出するための検出手段である。
On the other hand, the
容器10内には、上記した光電陰極20及び蛍光面25に加えて、入射面板12側から出力面板13側へと順に、ゲート電極21、集束電極22、陽極23、及び偏向電極24が設置されている。
In the
陽極23は、その中心部に、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部23aを有している。この陽極23は、軸Axに対して略垂直に設けられており、その開口部23aは、軸Axを中心軸とした所定形状に形成されている。このような構成において、軸Axは、陽極23の開口部23aの中心を通る管軸と略一致している。この管軸は、ストリーク管1Aの構造上の中心軸に相当し、陽極23に対して略垂直な軸となっている。
The
陽極23と検出手段である蛍光面25との間には、偏向電極(掃引電極)24が設けられている。この偏向電極24は、陽極の開口部23aを通過した電子の偏向を制御するための電極である。具体的には、偏向電極24は、それぞれ軸Axに対して平行で軸Axを挟むように配置された一対の電極によって構成されている。
A deflection electrode (sweep electrode) 24 is provided between the
これにより、検出対象の光の入射に同期してこれら一対の電極24間に掃引電圧が印加されると、光電陰極20から蛍光面25へと向かう電子が矢印Cの方向に沿って掃引されるようになっている。また、このとき、検出手段である蛍光面25は、光電陰極20から放出され、この偏向電極24によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する。このとき得られるストリーク像は、上記した電子の掃引により、入射光の時間変化に対応する画像となっている。なお、図1中においては、図示の簡単のため、電子が直進するものとして電子の軌道Aを模式的に示している。
Thus, when a sweep voltage is applied between the pair of
一方、光電陰極20と陽極23との間には、ゲート電極21及び集束電極22が設けられている。これらの電極のうち、集束電極22は、光電陰極20から放出された電子を陽極23の開口部23aへと集束させるための電極である。具体的には、集束電極22は、軸Axを中心軸とするとする円筒形状を有する筒状電極によって構成された静電集束電極となっている。
On the other hand, a
また、ゲート電極21は、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部21aを有し、光電陰極20と集束電極22との間の所定位置に配置されている。このゲート電極21は、光電陰極20からの電子が開口部21aを介して陽極23へと通過する通過条件を制御する制御電極である。具体的には、ゲート電極21は、ゲート電圧を印加することによって本ストリーク管1Aでのストリーク像の検出についてのゲート動作を制御する。
The
また、図1及び図2に示すように、本ストリーク管1Aにおいては、ゲート電極21の開口部21aは、軸Axとの交点を除く所定部位に形成されている。本実施形態では、ゲート電極21の開口部21aは、軸Axからみて図1中に矢印Cで示した電子の掃引方向について矢印とは逆方向に所定距離だけずらした位置で、軸Axとの交点を除く所定部位に、掃引方向Cに垂直な方向を長手方向としたスリット状の開口形状で形成されている。このような構成の具体的な例としては、電子の掃引方向について5mm幅を有するスリット状の開口部21aを、その中心を軸Axから4.5mmずらした位置に形成する構成がある。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
ここで、入射面板12の内面上に形成された光電陰極20は、このゲート電極21での開口部21aの開口形状に対応した外形形状で形成されている。また、陽極23における開口部23aについては、上記したように軸Axを中心軸とし、集束電極22による電子の集束条件を考慮した開口形状、例えば軸Axを中心とした円形状で形成されている。
Here, the
以上の構成において、光電陰極20、ゲート電極21、集束電極22、及び陽極23にそれぞれ所定の電圧を印加することにより、容器10内において入射面板12と陽極23との間に、光電陰極20から放出された電子を偏向電極24及び蛍光面25へと導くための所定の電界が形成される。また、このときの電界は、軸Axに対して略軸対称に形成されており、その対称軸(中心軸)が電界の軸となっている。このような構成において、軸Axは、入射面板12と陽極23との間に形成される電界の軸と略一致している。すなわち、本実施形態では、軸Axは、ストリーク管1Aにおける管軸及び電界の軸の両者と略一致している。
In the above configuration, by applying predetermined voltages to the
また、本ストリーク管1Aでは、入射面板12の内面上の光電陰極20、及びゲート電極21の開口部21aは、軸Axからみて所定距離だけずれた位置にそれぞれ形成されている。このような構成により、本実施形態においては、容器10内において軸Ax(電界の軸または管軸)上で、陽極23に対して光電陰極20が直接的には対面しない構成となっている。なお、図2の斜視図においては、本ストリーク管1Aを構成する各電極21、22、23、24について、容器10の外部へと突出して電圧の印加等に用いられる電極部分21b、22b、23b、24bを示している。
In the
本実施形態によるストリーク管1Aの効果について説明する。
The effect of the
図1及び図2に示したストリーク管1Aにおいては、容器10内に入射面板12側から順に、光電陰極20、開口部23aを有する陽極23、偏向電極24、及び検出手段である蛍光面25を配置している。そして、入射光に対応して光電陰極20から放出される光電子が蛍光面25へと導かれる方向とは逆方向で、陽極23側から光電陰極20を見た構成について、軸Ax(電界の軸または管軸)上で、陽極23に対して光電陰極20が直接的には対面しない構成としている。
In the
このような構成によれば、電子が陽極23の開口部23aを通過する際に、陽極23付近においてイオンが発生した場合であっても、図1中にイオンの軌道Bによって示すように、発生したイオンが容器10内の電界によって光電陰極20へと到達することが防止される。これにより、イオンに起因する余分な2次電子の発生が防止され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。
According to such a configuration, even when ions are generated in the vicinity of the
ここで、図3は、ストリーク管の容器内の電界及び電子軌道の例を示す図である。図3は、ストリーク管における電界及び電子軌道の一般的な例を示したものであり、その構成は図1及び図2に示したストリーク管1Aとは異なるものとなっている。また、図3においては、図示の構成において、光電陰極120の電圧を0V、ゲート電極121の電圧を130V、集束電極122の電圧を2420V、陽極123の電圧を15kVとし、容器110内において入射面板112と陽極123との間に形成される電界D、及び光電陰極120から蛍光面125への電子軌道Eを示している。
Here, FIG. 3 is a diagram showing an example of the electric field and the electron trajectory in the streak tube container. FIG. 3 shows a general example of the electric field and the electron trajectory in the streak tube, and its configuration is different from that of the
このような構成では、光電陰極からの電子は、集束しつつ陽極の開口部を通過する。このとき、陽極の中心部付近で光電子群が集束するクロスオーバー点では、通過する電子密度が高まり、内部ガスがイオン化される確率が高くなる。この場合、陽極付近で発生したイオンの多くは、イオン発生の原因となった光電子の軌道(図1中の軌道A参照)とはほとんど無関係に軸に沿って光電陰極の中心付近へと戻る(イオンフィードバック、図1中の軌道B参照)。そして、このイオンが光電陰極に衝突することにより、光電陰極においてイオンに起因する余分な2次電子が発生する。 In such a configuration, electrons from the photocathode pass through the opening of the anode while focusing. At this time, at the crossover point where the photoelectron group converges in the vicinity of the central portion of the anode, the density of electrons passing therethrough increases and the probability that the internal gas is ionized increases. In this case, most of the ions generated in the vicinity of the anode return to the vicinity of the center of the photocathode along the axis almost independently of the photoelectron trajectory that caused the ion generation (see trajectory A in FIG. 1) ( Ion feedback, see orbit B in FIG. 1). And when this ion collides with a photocathode, the extra secondary electron resulting from an ion generate | occur | produces in a photocathode.
これに対して、本実施形態のストリーク管1Aでは、上記したように、容器10内において軸Ax(電界の軸または管軸)上で、陽極23(開口部23aを含む)と光電陰極20とが直接的には対面しない構成としている。このような構成では、陽極23付近において発生したイオンは上記したように軸Axにほぼ沿った軌道で移動するため、このイオンが光電陰極20へと到達することを効果的に防止することが可能である。
On the other hand, in the
このようなイオンの光電陰極20への到達の防止、及びそれによる余分な2次電子の発生の抑制は、ストリーク像によって入射光の時間変化を測定する上で非常に有効である。また、ストリーク管では、長時間動作や高強度信号検出において、イオンフィードバックによる光電陰極の感度劣化が発生することが考えられるが、上記構成によれば、このような光電陰極の感度劣化も抑制される。
Such prevention of the arrival of ions to the
一般には、ストリーク管は、検出対象の光を入射させる入射面板を含む容器と、容器内に設けられ、入射面板から入射した光を電子に変換する光電陰極と、光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有する陽極と、陽極の開口部を通過した電子の偏向を制御する偏向電極と、光電陰極から放出され、偏向電極によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する蛍光面などの検出手段とを備え、所定の軸(容器内において入射面板と陽極との間に形成される電界の軸、または容器内において陽極の開口部の中心を通る管軸)上で、陽極に対して光電陰極が直接的には対面しないように構成することが好ましい。このような構成によれば、上記したように、陽極付近において発生したイオンが容器内の電界によって光電陰極へと到達することを防止することができる。これにより、イオンに起因する余分な2次電子の発生が防止され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。 In general, a streak tube includes a container including an incident face plate for allowing light to be detected to enter, a photocathode provided in the container for converting light incident from the incident face plate into electrons, and electrons emitted from the photocathode. An anode having an opening that passes through, a deflection electrode that controls the deflection of electrons that have passed through the opening of the anode, a phosphor screen that detects a streak image by electrons emitted from the photocathode and controlled in deflection by the deflection electrode, etc. With respect to the anode on a predetermined axis (the axis of the electric field formed between the incident face plate and the anode in the container, or the tube axis passing through the center of the anode opening in the container). Thus, it is preferable that the photocathode is configured not to face directly. According to such a configuration, as described above, ions generated in the vicinity of the anode can be prevented from reaching the photocathode due to the electric field in the container. Thereby, generation of extra secondary electrons due to ions is prevented, and the influence of the noise signal on the signal corresponding to the incident light is suppressed.
なお、上記したストリーク管の構成において、「所定の軸上で、陽極に対して光電陰極が直接的には対面しない」とは、陽極(陽極の開口部内の所定位置)から軸上で見て、光電陰極が直接的には見えない構成を意味する。このような構成は、例えば、光電陰極自体が軸上から外れて配置された構成、あるいは、光電陰極と陽極との間の軸上に他の部材が配置された構成等を含んでいる。 In the configuration of the streak tube described above, “the photocathode does not directly face the anode on the predetermined axis” means that the anode (predetermined position in the opening of the anode) is viewed on the axis. This means a configuration in which the photocathode is not directly visible. Such a configuration includes, for example, a configuration in which the photocathode itself is disposed off the axis, or a configuration in which another member is disposed on the axis between the photocathode and the anode.
また、「入射面板と陽極との間に形成される電界の軸」については、電界が略軸対称に形成されている場合には、その対称軸(中心軸)が電界の軸に相当する。また、「陽極の開口部の中心を通る管軸」については、ストリーク管の構造上の中心軸に相当し、通常は陽極の開口部の中心を通り陽極に対して垂直な軸が管軸となる。なお、図1に示した構成のストリーク管1Aにおいては、上記したように、これらの電界の軸及び管軸は、同一の軸Axとなっているが、電界の軸と管軸とが異なる場合には、少なくともその一方の軸について上記した構成条件が満たされていることが好ましい。
In addition, regarding “the axis of the electric field formed between the incident surface plate and the anode”, when the electric field is formed substantially axially symmetric, the axis of symmetry (center axis) corresponds to the axis of the electric field. The “tube axis passing through the center of the anode opening” corresponds to the central axis of the streak tube structure, and the axis perpendicular to the anode passing through the center of the anode opening is usually the tube axis. Become. In the
上記したストリーク管の具体的な構成例としては、光電陰極が、入射面板の陽極側の面(内面)上において、所定の軸(電界の軸または管軸)との交点を除く所定部位に形成されている構成を用いることができる。図1においては、光電陰極20が、入射面板12の陽極23側の面上において、軸Axとの交点を除く部位に形成されている。このような構成では、陽極23付近において発生したイオンが容器10内の電界によって入射面板12へと到達した場合であっても、入射面板12の内面上でイオンが到達する軸Axとの交点近傍には光電陰極20が形成されていないため、光電陰極20においてイオンに起因する余分な2次電子が発生することがない。
As a specific configuration example of the streak tube described above, the photocathode is formed on a surface on the anode side (inner surface) of the incident face plate at a predetermined portion excluding an intersection with a predetermined axis (electric field axis or tube axis). The structure which is made can be used. In FIG. 1, the
また、上記したストリーク管1Aにおいては、光電陰極20と陽極23との間に、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部21aを有するとともに、光電陰極20からの電子の陽極23への通過条件を制御する制御電極であるゲート電極21を配置している。これにより、ストリーク管1Aにおけるストリーク像の検出を好適に制御することができる。このような制御電極としては、ゲート電極以外の電極を用いても良い。
In the
このように制御電極が設けられている場合、上記したストリーク管の具体的な構成例としては、制御電極の開口部が、所定の軸(電界の軸または管軸)との交点を除く所定部位に形成されている構成を用いることができる。図1においては、制御電極であるゲート電極21の開口部21aが、軸Axとの交点を除く部位に形成されている。このような構成では、陽極23付近において発生したイオンが容器10内の電界によって入射面板12に向けて移動した場合であっても、イオンは軸Ax上及びその近傍にあるゲート電極21の陽極23側の面に到達して入射面板12及び光電陰極20には到達しないため、光電陰極20においてイオンに起因する余分な2次電子が発生することがない。
When the control electrode is provided in this way, as a specific configuration example of the above-described streak tube, the opening of the control electrode has a predetermined portion excluding an intersection with a predetermined axis (electric field axis or tube axis). The structure formed in can be used. In FIG. 1, an
また、このように制御電極を有する構成では、制御電極の陽極側の面上に、2次電子放出を抑制するための処理が施されていることが好ましい。これにより、制御電極におけるイオンに起因する余分な2次電子の発生が抑制され、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響が抑制される。このような処理については、具体的には後述する。 Further, in the configuration having the control electrode as described above, it is preferable that a treatment for suppressing secondary electron emission is performed on the surface of the control electrode on the anode side. As a result, the generation of extra secondary electrons due to ions at the control electrode is suppressed, and the influence of the noise signal on the signal corresponding to the incident light is suppressed. Such processing will be specifically described later.
また、上記したストリーク管1Aにおいては、光電陰極20と陽極23との間に、光電陰極20から放出された電子を陽極23の開口部23aへと集束させる集束電極22を配置している。これにより、容器10内における電子軌道を好適に制御することができる。
Further, in the
ここで、図1に示したストリーク管1Aの製造時において、陽極23側からゲート電極21の開口部21aを介して光電陰極20を形成する製造方法を用いた場合、図1中に符号21cによって示すように、ゲート電極21の陽極23側の面上にも、2次電子放出能を有する膜が形成される。
Here, when manufacturing the
しかしながら、このような光電陰極20の製造方法では、入射面板12の内面上において光電面感度が最高となるような条件で光電陰極の形成を行うため、ゲート電極21上の膜21cでは、光電陰極20に比べて感度が低く、イオンが衝突した際の2次電子放出効率も低い。したがって、このような光電陰極の製造方法を用いた場合であっても、上記した構成により、イオンに起因する余分な2次電子の発生を全体として抑制することが可能である。
However, in such a manufacturing method of the
なお、このような光電陰極の製造方法としては、例えば、陽極23側からゲート電極21の開口部21aを介して入射面板12の内面上にアンチモン(Sb)を蒸着し、その後アルカリを導入して入射面板12の内面上で光電面感度が最大となるように活性化する方法がある。また、光電陰極の製造方法として、トランスファー装置での製造方法を用いた場合には、ゲート電極上に2次電子放出能を有する膜が形成されることがない。したがって、イオンに起因する余分な2次電子の発生をさらに抑制することが可能である。
As a method of manufacturing such a photocathode, for example, antimony (Sb) is deposited on the inner surface of the
本発明によるストリーク管の構成について、さらに説明する。 The configuration of the streak tube according to the present invention will be further described.
図4は、本発明によるストリーク管の第2実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態によるストリーク管1Bでは、容器10、光電陰極20、集束電極22、陽極23、偏向電極24、及び蛍光面25の構成については、図1に示したストリーク管1Aと同様である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the configuration of the second embodiment of the streak tube according to the present invention. In the
光電陰極20と陽極23との間には、ゲート電極21が設けられている。ゲート電極21は、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部21aを有し、光電陰極20と集束電極22との間の所定位置に配置されている。本ストリーク管1Bにおいては、ゲート電極21の開口部21aは、軸Axとの交点を除く所定部位に形成されている。
A
さらに、本実施形態においては、ゲート電極21の陽極23側の面上に、2次電子放出を抑制するための処理として、2次電子放出能(光電面感度)を低減する物質からなる膜21dが成膜されている。このような構成では、陽極23側からゲート電極21の開口部21aを介して光電陰極20を形成する製造方法を用い、ゲート電極21の陽極23側の面上に2次電子放出能を有する膜21cが形成された場合であっても、その2次電子放出能を低減して、イオンに起因する余分な2次電子の発生を効果的に抑制することが可能である。
Furthermore, in the present embodiment, a
このような2次電子放出能を低減する物質としては、例えば、金、銀、白金が挙げられる。このような物質によって膜21dを成膜しておくことにより、ゲート電極21の陽極23側の面上に蒸着されるアンチモンなどの膜21cは、膜21dの物質と合金化する。これにより、合金化した膜21c、21dの全体として、2次電子放出能が充分に低減される。
Examples of the substance that reduces the secondary electron emission ability include gold, silver, and platinum. By forming the
図5は、本発明によるストリーク管の第3実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態によるストリーク管1Cでは、容器10、光電陰極20、集束電極22、陽極23、偏向電極24、及び蛍光面25の構成については、図1に示したストリーク管1Aと同様である。
FIG. 5 is a side sectional view showing the configuration of the third embodiment of the streak tube according to the present invention. In the
光電陰極20と陽極23との間には、ゲート電極26が設けられている。ゲート電極26は、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部26aを有し、光電陰極20と集束電極22との間の所定位置に配置されている。本ストリーク管1Cにおいては、ゲート電極26の開口部26aは、軸Axとの交点を除く所定部位に形成されている。
A
さらに、本実施形態においては、ゲート電極26の陽極23側の面上に、移動式のカバー部材26eが設けられている。このカバー部材26eは、光電陰極20の製造時には、図5中に点線で示したように軸Axとの交点を含む部位に配置され、光電陰極20の製造後、実線で示した位置へと移動される。このような構成では、陽極23側からゲート電極26の開口部26aを介して光電陰極20を形成する製造方法を用い、ゲート電極26の陽極23側の面上に2次電子放出能を有する膜26cが形成された場合であっても、光電陰極20の製造時にカバー部材26eが配置されていた軸Axとの交点を含む部位26dは、膜26cが形成されずにゲート電極26の面が露出した状態となる。これにより、イオンに起因する余分な2次電子の発生を効果的に抑制することができる。
Further, in the present embodiment, a
また、このような構成において、ゲート電極26の部位26d内での陽極23側の面上に、2次電子放出を抑制するための処理として、2次電子放出能が低い物質による膜を成膜しておいても良い。この場合、イオンに起因する余分な2次電子の発生をさらに抑制することができる。このような2次電子放出能が低い物質としては、例えば、炭素などの軽元素が挙げられる。
In such a configuration, a film made of a substance having a low secondary electron emission ability is formed on the surface on the
図6は、本発明によるストリーク管の第4実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態によるストリーク管1Dでは、容器10、ゲート電極21、集束電極22、陽極23、偏向電極24、及び蛍光面25の構成については、図1に示したストリーク管1Aと同様である。
FIG. 6 is a side sectional view showing the configuration of the fourth embodiment of the streak tube according to the present invention. In the
入射面板12の内面上には、光電陰極30が形成されている。また、ここでは、光電陰極30は、入射面板12の内面上において、軸Axとの交点を含む面全体に形成されている。本構成では、光電陰極30が軸Axとの交点を含む部位に形成されているものの、ゲート電極21の開口部21aが軸Axとの交点を除く所定部位に形成されていることにより、軸Ax(電界の軸または管軸)上で、陽極23に対して光電陰極30が直接的には対面しない構成となっている。このような構成によっても、イオンに起因する余分な2次電子の発生を効果的に抑制することが可能である。
A
なお、このような構成では、光電陰極30は、例えば、トランスファー装置を用いる製造方法によって形成することができる。したがって、図6においては、ゲート電極21の陽極23側の面上の膜21cについては、上記製造方法では形成されないため、図示していない。
In such a configuration, the
図7は、本発明によるストリーク管の第5実施形態の構成を示す側面断面図である。本実施形態によるストリーク管1Eでは、容器10、光電陰極20、集束電極22、陽極23、偏向電極24、及び蛍光面25の構成については、図1に示したストリーク管1Aと同様である。
FIG. 7 is a side sectional view showing the configuration of the fifth embodiment of the streak tube according to the present invention. In the
光電陰極20と陽極23との間には、ゲート電極27が設けられている。ゲート電極27は、光電陰極20から放出された電子が通過する開口部27aを有し、光電陰極20と集束電極22との間の所定位置に配置されている。また、ここでは、ゲート電極27の開口部27aは、軸Axとの交点を含むやや広い部位に形成されている。本構成では、ゲート電極27の開口部27aが軸Axとの交点を含む部位に形成されているものの、光電陰極20が軸Axとの交点を除く所定部位に形成されていることにより、軸Ax(電界の軸または管軸)上で、陽極23に対して光電陰極20が直接的には対面しない構成となっている。このような構成によっても、イオンに起因する余分な2次電子の発生を効果的に抑制することが可能である。
A
本発明によるストリーク管は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、容器内における各電極の具体的な配置構成については、図1等に示した構成に限らず、様々な構成を用いて良い。 The streak tube according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the specific arrangement configuration of each electrode in the container is not limited to the configuration shown in FIG. 1 and the like, and various configurations may be used.
本発明によるストリーク管は、入射光に対応する信号に対するノイズ信号の影響を抑制することが可能なストリーク管として利用可能である。 The streak tube according to the present invention can be used as a streak tube capable of suppressing the influence of a noise signal on a signal corresponding to incident light.
1A〜1E…ストリーク管、10…容器、11…筒状部、12…入射面板、13…出力面板、20、30…光電陰極、21、26、27…ゲート電極、21a、26a、27a…開口部、22…集束電極、23…陽極、23a…開口部、24…偏向電極、25…蛍光面(検出手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記容器内に設けられ、前記入射面板から入射した光を電子に変換する光電陰極と、
前記光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有する陽極と、
前記陽極の開口部を通過した電子の偏向を制御する偏向電極と、
前記光電陰極から放出され、前記偏向電極によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する検出手段とを備え、
前記容器内において前記入射面板と前記陽極との間に形成される電界の軸上で、前記陽極に対して前記光電陰極が直接的には対面しないように構成されていることを特徴とするストリーク管。 A container including an incident face plate for entering light to be detected;
A photocathode that is provided in the container and converts light incident from the incident faceplate into electrons;
An anode having an opening through which electrons emitted from the photocathode pass;
A deflection electrode that controls deflection of electrons that have passed through the opening of the anode;
Detecting means for detecting a streak image by electrons emitted from the photocathode and whose deflection is controlled by the deflection electrode;
A streak configured such that the photocathode does not directly face the anode on an axis of an electric field formed between the incident face plate and the anode in the container. tube.
前記容器内に設けられ、前記入射面板から入射した光を電子に変換する光電陰極と、
前記光電陰極から放出された電子が通過する開口部を有する陽極と、
前記陽極の開口部を通過した電子の偏向を制御する偏向電極と、
前記光電陰極から放出され、前記偏向電極によって偏向が制御された電子によるストリーク像を検出する検出手段とを備え、
前記容器内において前記陽極の開口部の中心を通る管軸上で、前記陽極に対して前記光電陰極が直接的には対面しないように構成されていることを特徴とするストリーク管。 A container including an incident face plate for entering light to be detected;
A photocathode that is provided in the container and converts light incident from the incident faceplate into electrons;
An anode having an opening through which electrons emitted from the photocathode pass;
A deflection electrode that controls deflection of electrons that have passed through the opening of the anode;
Detecting means for detecting a streak image by electrons emitted from the photocathode and whose deflection is controlled by the deflection electrode;
A streak tube configured so that the photocathode does not directly face the anode on a tube axis passing through the center of the opening of the anode in the container.
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