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JPH083984B2 - Secondary electron multiplier - Google Patents
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JPH083984B2 - Secondary electron multiplier - Google Patents

Secondary electron multiplier

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JPH083984B2
JPH083984B2 JP1229963A JP22996389A JPH083984B2 JP H083984 B2 JPH083984 B2 JP H083984B2 JP 1229963 A JP1229963 A JP 1229963A JP 22996389 A JP22996389 A JP 22996389A JP H083984 B2 JPH083984 B2 JP H083984B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はイオンフィードバックの発生を抑えたチャン
ネル型の二次電子増倍管に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a channel type secondary electron multiplier tube in which generation of ion feedback is suppressed.

[従来の技術] 一般に、二次電子増倍管には、二次電子を増倍するた
めの電極であるダイノードが複数個に分離された構造を
有するものと、二次電子の増倍通路が連続しており、チ
ャンネル型二次電子増倍管と呼ばれる連続ダイノード二
次電子増倍管とがある。
[Prior Art] Generally, a secondary electron multiplier has a structure in which dynodes, which are electrodes for multiplying secondary electrons, are separated into a plurality of parts, and a multiplying path for secondary electrons is provided. It is continuous and there is a continuous dynode secondary electron multiplier called a channel type secondary electron multiplier.

連続ダイノード二次電子増倍管は、平行平板状のチャ
ンネル基体もしくはパイプ状を有するもので、内面に高
抵抗二次電子放出面を有する。従来のこの種の連続ダイ
ノード二次電子増倍管の一例を第4図に示す。
The continuous dynode secondary electron multiplier has a parallel plate-shaped channel substrate or a pipe shape, and has a high resistance secondary electron emission surface on the inner surface. An example of a conventional continuous dynode secondary electron multiplier of this type is shown in FIG.

上記二次電子増倍管1は、互いに平行に配置されたガ
ラスもしくはセラミックスからなる平板状のチャンネル
基体2,3の対向面に、高抵抗の二次電子放出物質からな
る二次電子放出面4,5が夫々形成されてなるものであ
る。
The secondary electron multiplier 1 has a secondary electron emission surface 4 made of a high resistance secondary electron emission material on the opposing surfaces of flat plate-shaped channel substrates 2 and 3 made of glass or ceramics arranged in parallel with each other. , 5 are formed respectively.

上記各チャンネル基体2,3に形成された二次電子放出
面4,5は、チャンネル基体2,3の間に形成されているチャ
ンネル6の入力端7と出力端8にて、高圧直流電源9に
接続される。この高圧直流電源9は、上記チャンネル基
体2,3の二次電子放出面4,5から放出された二次電子を加
速するための電界を、上記チャンネル6の軸方向に発生
する。また、上記チャンネル6の出力端8に対向して、
上記チャンネル6内で増倍された二次電子を集めるため
のコレクタ11が設けられる。このコレクタ11と上記チャ
ンネル6の出力端8との間には、増倍されて上記出力端
8から出力する二次電子を導く電界を発生させるための
電源12が接続される。
The secondary electron emission surfaces 4 and 5 formed on the respective channel bases 2 and 3 have a high voltage DC power supply 9 at the input end 7 and the output end 8 of the channel 6 formed between the channel bases 2 and 3. Connected to. The high-voltage DC power supply 9 generates an electric field in the axial direction of the channel 6 for accelerating the secondary electrons emitted from the secondary electron emission surfaces 4 and 5 of the channel substrates 2 and 3. Also, facing the output end 8 of the channel 6,
A collector 11 is provided for collecting the secondary electrons multiplied in the channel 6. A power supply 12 is connected between the collector 11 and the output end 8 of the channel 6 to generate an electric field that guides secondary electrons that are multiplied and output from the output end 8.

上記二次電子増倍管1の入力端7側から一次電子13を
入射させると、第4図において実線で示すように、一次
電子13は各チャンネル基体2,3の二次電子放出面4,5に衝
突して、二次電子を発生する。この二次電子はそれを加
速するための上記電界によって加速され、放物線軌跡を
描きながら、さらに各チャンネル基体2,3の二次電子放
出面4,5に衝突して、そこからさらに、二次電子を放出
し、以下、これを繰り返してなだれ式に増倍された二次
電子がコレクタ11に集められる。
When the primary electrons 13 are made to enter from the input end 7 side of the secondary electron multiplier 1, the primary electrons 13 are emitted from the secondary electron emission surface 4, 4 of each channel substrate 2, 3 as shown by the solid line in FIG. Collide with 5 and generate secondary electrons. This secondary electron is accelerated by the electric field for accelerating it, and while drawing a parabolic locus, it further collides with the secondary electron emission surface 4,5 of each channel substrate 2, 3, and from there, the secondary electron is further generated. Secondary electrons that emit electrons and are multiplied by an avalanche by repeating this process are collected in the collector 11.

上記のような構造を有する二次電子増倍管1のチャン
ネル6内では、第4図において点線で示すように、等電
位面は二次電子増倍管1の軸方向に垂直となっている。
このため、チャンネル基体2,3間での二次電子の軌道は
放物線状となり、二次電子の二次電子放出面4,5への衝
突回数は、チャンネル基体2,3間の距離に対するチャン
ネル6の軸方向距離の比に比例する。従って、高利得の
二次電子増倍管を得るためには、上記の比の値を大きく
する必要があり、また、上記等電位面をチャンネル基体
2,3の軸に垂直に一様に揃え、さらに軸長を長くしなけ
ればならない。
In the channel 6 of the secondary electron multiplier 1 having the above structure, the equipotential surface is perpendicular to the axial direction of the secondary electron multiplier 1 as shown by the dotted line in FIG. .
Therefore, the orbits of the secondary electrons between the channel substrates 2 and 3 are parabolic, and the number of collisions of the secondary electrons with the secondary electron emission surfaces 4 and 5 depends on the distance between the channel substrates 2 and 3. Is proportional to the ratio of the axial distances of. Therefore, in order to obtain a high gain secondary electron multiplier, it is necessary to increase the value of the above ratio, and the equipotential surface is used as a channel substrate.
It must be evenly aligned perpendicular to the few axes and the axis length must be increased.

従来の連続ダイノード型二次電子増倍管のこのような
問題点を解消するため、例えば特公昭50-16145号、特公
昭50-25303号および特公昭52-38378号の各公報、米国特
許公報等3,235,765号等において、二次電子の加速の傾
斜電界を利用し、低い加速電圧で有効な利得を得ること
ができる傾斜電界型二次電子増倍管が提案されている。
In order to solve such a problem of the conventional continuous dynode type secondary electron multiplier, for example, Japanese Patent Publications Nos. 50-16145, 50-25303 and 52-38378, U.S. Pat. No. 3,235,765, etc., a gradient electric field type secondary electron multiplier has been proposed which can obtain an effective gain at a low acceleration voltage by utilizing a gradient electric field of acceleration of secondary electrons.

例えば、上記特公昭50-25303号公報には、第5図およ
び第6図に示すように、内面が二次電子放出性を有する
第1の平板21と、高抵抗性あるいは導電性の第2の平板
22とを出力端23に行くにつれて間隔を広げるように配置
してなる二次電子増倍管24,25が記載されている。上記
第1の平板21および第2の平板22間に形成される等電位
面は、第5図および第6図において点線で示すように、
上記第1の平板21に対して鋭角をなし、かつ、出力端23
に行くにつれて高電位になる。これにより、二次電子は
実線で示すような軌跡をとって上記第1の平板21の二次
電子増倍面26に衝突して増倍され、コレクタ27に捕らえ
られる。
For example, in Japanese Patent Publication No. 50-25303, as shown in FIGS. 5 and 6, a first flat plate 21 having an inner surface having a secondary electron emitting property and a second plate having a high resistance or conductivity. Slab of
There are described secondary electron multipliers 24 and 25 in which 22 and 22 are arranged so as to widen the distance toward the output end 23. The equipotential surface formed between the first flat plate 21 and the second flat plate 22 is, as shown by dotted lines in FIGS. 5 and 6,
An acute angle is formed with respect to the first flat plate 21 and an output end 23
It becomes a high potential as you go to. As a result, the secondary electrons collide with the secondary electron multiplication surface 26 of the first flat plate 21 along the locus shown by the solid line, are multiplied, and are captured by the collector 27.

[発明が解決しようとする課題] ところで、一般に、二次電子増倍管の出力端では、電
子の密度が高いので電子が残留気体に衝突し、この残留
気体が電子とは逆極性の電荷を有するイオンにイオン化
されて二次電子増倍管に衝突して二次電子を発生し、そ
れが順次増倍される、いわゆるイオンフィードバックが
生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, at the output end of a secondary electron multiplier, electrons collide with residual gas because the density of electrons is high, and this residual gas produces a charge having a polarity opposite to that of the electrons. So-called ion feedback occurs in which the ions are ionized and collide with the secondary electron multiplier to generate secondary electrons, which are sequentially multiplied.

しかし、上記従来の傾斜電界型二次電子増倍管1,24お
よび25では、上記したことからも分かるように、いずれ
も主として傾斜電界を形成する構造に主眼点があり、イ
オンフィードバックの低減等の動作の安定化に関しては
ほとんど注意が払われていなかった。
However, in the above-mentioned conventional gradient electric field type secondary electron multipliers 1, 24 and 25, as can be seen from the above, the main point is in the structure that mainly forms the gradient electric field, and reduction of ion feedback etc. Little attention was paid to stabilizing the behavior of.

本発明の目的は、イオンフィードバックの発生が抑え
られ、増倍効果が大きく、低真空中でも安定に動作し、
大きな出力電流を得ることができる二次電子増倍管を提
供することである。
The object of the present invention is to suppress the generation of ion feedback, to have a large multiplication effect, to operate stably even in a low vacuum,
It is an object of the present invention to provide a secondary electron multiplier capable of obtaining a large output current.

[課題を解決するための手段] 請求項1にかかる発明は、二次電子増倍用の平板状の
第1のチャンネル基体と、それに対向して配置されてな
る傾斜電界の発生用の第2チャンネル基体との間にチャ
ンネルが形成され、第1のチャンネル基体の一端部に入
射した荷電粒子の衝突により発生した二次電子が上記傾
斜電界の方向に沿って第1のチャンネル基体に衝突しな
がら運動する過程で順次なだれ式に増倍され、チャンネ
ル基体の他端より増倍された二次電子流を得るようにし
た二次電子増倍管であって、上記第1のチャンネル基体
はその第2のチャンネル基体との対向面が抵抗性を有す
るとともに、大きな二次電子放出係数を有する材料から
なり、上記第2のチャンネル基体はその第1のチャンネ
ル基体との対向面が抵抗性を有する材料からなり、か
つ、二次電子放出率を小さくする表面処理が施されてお
り、上記第2のチャンネル基体は第1のチャンネル基体
の一端に対してこの第1のチャンネル基体の他端に向か
ってシフトして配置されており、上記第1のチャンネル
基体の一端と他端との間および第2のチャンネル基体の
一端と他端との間に高電圧が印加されて上記傾斜電界が
形成されていることを特徴としている。
[Means for Solving the Problem] The invention according to claim 1 is the flat plate-shaped first channel substrate for secondary electron multiplication, and the second for generating a gradient electric field, which is arranged so as to face it. A channel is formed between the first channel substrate and the second channel substrate, and secondary electrons generated by collision of charged particles incident on one end of the first channel substrate collide with the first channel substrate along the direction of the gradient electric field. A secondary electron multiplying tube, which is multiplied by an avalanche in the process of moving to obtain a multiplied secondary electron flow from the other end of the channel substrate, wherein the first channel substrate is The second channel substrate is made of a material having a large secondary electron emission coefficient while the surface facing the second channel substrate has a resistance, and the second channel substrate has a surface having a resistance facing the first channel substrate. From And is subjected to a surface treatment to reduce the secondary electron emission rate, and the second channel substrate is shifted from one end of the first channel substrate toward the other end of the first channel substrate. And a high voltage is applied between one end and the other end of the first channel base body and between one end and the other end of the second channel base body to form the gradient electric field. It is characterized by that.

また、請求項2にかかる発明は、二次電子増倍用の平
板状の第1のチャンネル基体と、それに対向して配置さ
れてなる傾斜電界の発生用の第2チャンネル基体との間
にチャンネルが形成され、第1のチャンネル基体の一端
部に入射した荷電粒子の衝突により発生した二次電子が
上記傾斜電界の方向に沿って第1のチャンネル基体に衝
突しながら運動する過程で順次なだれ式に増倍され、チ
ャンネル基体の他端より増倍された二次電子流を得るよ
うにした二次電子増倍管であって、上記第1のチャンネ
ル基体はその第2のチャンネル基体との対向面が抵抗性
を有するとともに、大きな二次電子放出係数を有する材
料からなり、上記第2のチャンネル基体はその第1のチ
ャンネル基体との対向面が抵抗性を有する材料からな
り、かつ、二次電子放出率を小さくする表面処理が施さ
れており、上記第1のチャンネル基体および第2のチャ
ンネル基体はその各一端どうしおよび各他端どうしが合
致して配置される一方、上記第2のチャンネル基体の一
端および上記第1のチャンネル基体の他端はそれぞれ上
記第1のチャンネル基体と第2のチャンネル基体との間
に伸びる傾斜電界形成用電極を備え、上記第1のチャン
ネル基体の一端と他端の傾斜電界形成用電極との間およ
び上記第2のチャンネル基体の一端の傾斜電界形成用電
極と他端との間に高電圧が印加されて上記傾斜電界が形
成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a channel is provided between a flat plate-shaped first channel substrate for secondary electron multiplication and a second channel substrate for generating a gradient electric field, which is arranged so as to face it. And secondary electrons generated by the collision of charged particles incident on one end of the first channel substrate move while colliding with the first channel substrate along the direction of the gradient electric field. A secondary electron multiplier tube, which is adapted to obtain a secondary electron flow that is multiplied from the other end of the channel substrate, wherein the first channel substrate faces the second channel substrate. The surface of the second channel substrate is resistive and the surface of the second channel substrate facing the first channel substrate is resistive, and the second channel substrate has a secondary electron emission coefficient. Electronic release The first and second channel substrates are arranged such that their one ends and their other ends are aligned with each other, while the first channel substrate and the second channel substrate are arranged such that their respective ends are aligned with each other. One end and the other end of the first channel base are respectively provided with gradient electric field forming electrodes extending between the first channel base and the second channel base, and one end and the other end of the first channel base are provided. A high voltage is applied between the gradient electric field forming electrode and the gradient electric field forming electrode at one end of the second channel substrate and the other end to form the gradient electric field.

[作用] 第1のチャンネル基体の他端付近では、増倍された二
次電子流が出力するので電子密度が高く、電子が残留気
体に衝突して残留気体が二次電子とは逆の電荷を有する
イオンにイオン化される。このイオンは第1のチャンネ
ル基体と第2のチャンネル基体の間のチャンネル内に向
かい、第2のチャンネル基体に衝突する。しかし、第2
のチャンネル基体はその第1のチャンネル基体との対向
面が抵抗性を有する材料からなり、かつ、二次電子放出
率を小さくする表面処理が施されているので、上記イオ
ンの衝突によっても二次電子の放出がなく、イオンフィ
ードバックが抑えられる。
[Function] In the vicinity of the other end of the first channel substrate, since the multiplied secondary electron flow is output, the electron density is high, the electrons collide with the residual gas, and the residual gas has a charge opposite to that of the secondary electrons. Are ionized into ions having. The ions travel into the channel between the first and second channel substrates and strike the second channel substrate. But the second
Since the surface of the channel substrate of the first channel substrate facing the first channel substrate is made of a material having resistance and is subjected to a surface treatment to reduce the secondary electron emission rate, the secondary channel substrate is also affected by the collision of the ions. There is no emission of electrons and ion feedback is suppressed.

そして、上記第1のチャネル基体および第2のチャネ
ル基体は、上記高電圧をその軸方向に連続的に抵抗分割
する。この抵抗分割により、第1のチャネル基体と第2
のチャネル基体に生ずる等しい電位を結ぶ等電位面が形
成される。従って、第1のチャネル基体と第2のチャネ
ル基体とが軸方向にシフトしていたり、第1のチャネル
基体と第2のチャネル基体との間に入り込む傾斜電界形
成用電極が形成されていると、第1のチャネル基体と第
2のチャネル基体の間で形成される等電位面が傾斜す
る。この等電位面の傾斜により、上記傾斜電界が形成さ
れる。
Then, the first channel base body and the second channel base body continuously resistance-divide the high voltage in the axial direction. By this resistance division, the first channel base and the second channel base
An equipotential surface is formed that connects equal potentials generated in the channel substrate. Therefore, when the first channel base and the second channel base are axially shifted, or when the gradient electric field forming electrode that is inserted between the first channel base and the second channel base is formed. , The equipotential surface formed between the first channel substrate and the second channel substrate is inclined. The tilted electric field is formed by the tilt of the equipotential surface.

[発明の効果] 請求項1および請求項2にかかる発明によれば、第2
のチャンネル基体がその第1のチャンネル基体との対向
面が抵抗性を有する材料からなり、かつ、二次電子放出
率を小さくする表面処理が施されているので、電子の密
度の高い出力端にて電子が残留気体に衝突して発生する
イオンが第2のチャンネル基体に衝突しても二次電子の
放出がなく、イオンフィードバックの発生が抑えられ、
低真空でも安定な動作を得ることができ、イオンフィー
ドバックによるノイズの発生も抑えられ、しかも、空間
電荷による利得の抑制効果もなく、大きな出力電流を得
ることができる。
[Advantages of the Invention] According to the inventions of claim 1 and claim 2,
The surface of the channel substrate of the first channel substrate facing the first channel substrate is made of a material having resistance, and the surface treatment for reducing the secondary electron emission rate is performed, so that the output end having a high electron density is provided. Even if the ions generated by the electrons colliding with the residual gas collide with the second channel substrate, secondary electrons are not emitted, and the generation of ion feedback is suppressed,
Stable operation can be obtained even in a low vacuum, noise generation due to ion feedback can be suppressed, and a large output current can be obtained without a gain suppression effect due to space charge.

また、請求項1にかかる発明によれば、第1のチャン
ネル基体と第2のチャンネル基体とをシフトして配置す
るだけで、特別な電源を用いることなく簡単な構成で傾
斜電界を発生することができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to generate the gradient electric field with a simple configuration without using a special power source, only by arranging the first channel base body and the second channel base body in a shifted manner. You can

さらに、請求項2にかかる発明によれば、第1のチャ
ンネル基体および第2のチャンネル基体に傾斜電極形成
用の電極を形成しておくだけで、特別な電源を用いるこ
となく簡単に傾斜電界を発生することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, the gradient electric field can be easily generated without using a special power source simply by forming the electrodes for forming the gradient electrodes on the first channel substrate and the second channel substrate. Can occur.

[実施例] 以下に、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る二次電子増倍管の一実施例の構造を第1
図に示す。
The structure of one embodiment of the secondary electron multiplier according to the present invention is first described.
Shown in the figure.

上記二次電子増倍管30は、二次電子増倍用の平板状の
第1のチャンネル基体31と、それに対向して配置されて
なる傾斜電界発生用の平板状の第2のチャンネル基体32
とからなる。上記第2のチャンネル基体32は、第1のチ
ャンネル基体31の一端31aに対して、この第1のチャン
ネル基体31の他端31bに向かってシフトして配置され
る。
The secondary electron multiplier 30 has a flat plate-shaped first channel base body 31 for secondary electron multiplication and a flat plate-shaped second channel base body 32 for generating a gradient electric field which is arranged so as to face it.
Consists of The second channel base 32 is arranged so as to be shifted from one end 31a of the first channel base 31 toward the other end 31b of the first channel base 31.

上記第1のチャンネル基体31は抵抗性を有するととも
に、大きな二次電子放出係数を有する、例えば、ZnO-Ti
O2系のセラミックス材料からなる。
The first channel substrate 31 has resistance and a large secondary electron emission coefficient, for example, ZnO-Ti.
It is made of O 2 -based ceramic material.

また、上記第2のチャンネル基体32も第1のチャンネ
ル基体31と同じ材料からなる。しかし、上記第2のチャ
ンネル基体32は、その第1のチャンネル基体31に対向す
る面32cを、例えばアルゴンイオンの衝撃等により故意
に荒らし、二次電子放出率を小さくする表面処理が施さ
れている。
The second channel base 32 is also made of the same material as the first channel base 31. However, the surface 32c of the second channel substrate 32, which faces the first channel substrate 31, is intentionally roughened by, for example, the impact of argon ions, so that the surface treatment for reducing the secondary electron emission rate is performed. There is.

上記第1のチャンネル基体31の他端31bおよび第2の
チャンネル基体32の他端32bの間から飛び出す増倍され
た二次電子を集めるために、コレクタ33が配置される。
A collector 33 is arranged to collect the multiplied secondary electrons that jump out from between the other end 31b of the first channel substrate 31 and the other end 32b of the second channel substrate 32.

上記第1のチャンネル基体31の一端31aに形成された
電極34aと他端31bに形成された電極34bとの間、第2の
チャンネル基体32の一端32aに形成された電極35aと他端
に形成された電極35bとの間に、高圧直流電源36より、
直流高電圧が印加される。また、上記コレクタ33と上記
第1のチャンネル基体31の他端31bの電極34bおよび第2
のチャンネル基体32の他端32bの電極35bとの間に、直流
電源37より、直流電圧が印加される。
Between the electrode 34a formed on one end 31a of the first channel base 31 and the electrode 34b formed on the other end 31b, the electrode 35a formed on one end 32a of the second channel base 32 and the other end formed From the high voltage DC power supply 36,
DC high voltage is applied. Further, the collector 33, the electrode 34b at the other end 31b of the first channel base 31, and the second electrode
A DC voltage is applied from a DC power supply 37 between the other end 32b of the channel base 32 and the electrode 35b.

このような構成であれば、第1のチャンネル基体31と
第2のチャンネル基体32とは、上記のように、互いにシ
フトして配置されているので、第1図において点線で示
すように、第1のチャンネル基体31と第2のチャンネル
基体32との間に等電位面が形成され、従って、この等電
位面に垂直に傾斜電界が形成される。このとき、かかる
傾斜電界の形成のための特別な電源は不要である。この
ような傾斜電界が形成された第1のチャンネル基体31と
第2のチャンネル基体32との間のチャンネル39に、その
一端側より一次電子13が入射し、第1のチャンネル基体
31に衝突して二次電子が発生すると、上記傾斜電界中で
は、二次電子はサイクロイド運動に近い運動をして、第
1のチャンネル基体31の二次電子増倍面38に衝突を繰り
返し、二次電子の増倍が行なわれ、二次電子流がコレク
タ33から取り出される。
With such a configuration, the first channel base 31 and the second channel base 32 are arranged so as to be shifted from each other as described above, and therefore, as shown by the dotted line in FIG. An equipotential surface is formed between the first channel substrate 31 and the second channel substrate 32, and therefore, a gradient electric field is formed perpendicularly to this equipotential surface. At this time, a special power source for forming such a gradient electric field is unnecessary. The primary electrons 13 are incident from one end side of the channel 39 between the first channel base body 31 and the second channel base body 32, in which such a gradient electric field is formed, into the first channel base body 31.
When secondary electrons are generated by colliding with 31, in the gradient electric field, the secondary electrons make a motion close to a cycloidal motion and repeatedly collide with the secondary electron multiplication surface 38 of the first channel substrate 31, The multiplication of the secondary electrons is performed, and the secondary electron flow is extracted from the collector 33.

ところで、第1のチャンネル基体31の他端31b付近で
は、増倍された二次電子流が出力するので電子密度が高
く、電子が残留気体に衝突して残留気体が二次電子とは
逆の電荷を有するイオンM+にイオン化される。このた
め、第2図に示すように、上記イオンM+は第1のチャン
ネル基体31と第2のチャンネル基体32の間のチャンネル
39内に向かい、第2のチャンネル基体32に衝突する。し
かし、第2のチャンネル基体32はその第1のチャンネル
基体31との対向面32Cが抵抗性を有する材料からなり、
かつ、二次電子放出率を小さくする表面処理が施されて
いるので、上記イオンM+の衝突によっても二次電子の放
出がなく、イオンフィードバックが抑えられる。これに
より、低真空でも安定な動作を得ることができ、イオン
フィードバックによるノイズの発生も抑えられ、しか
も、空間電荷による利得の抑制効果もなく、大きな出力
電流を得ることができる。
By the way, in the vicinity of the other end 31b of the first channel substrate 31, since the multiplied secondary electron flow is output, the electron density is high, the electrons collide with the residual gas, and the residual gas is opposite to the secondary electrons. It is ionized into a charged ion M + . Therefore, as shown in FIG. 2, the ions M + are channeled between the first channel substrate 31 and the second channel substrate 32.
It goes into 39 and collides with the second channel substrate 32. However, the second channel substrate 32 has a surface 32C facing the first channel substrate 31 made of a material having resistance,
In addition, since the surface treatment is performed to reduce the secondary electron emission rate, secondary electrons are not emitted even by the collision of the ions M + , and ion feedback is suppressed. As a result, stable operation can be obtained even in a low vacuum, generation of noise due to ion feedback can be suppressed, and a large output current can be obtained without the effect of suppressing gain due to space charge.

次に、本発明のいま一つの実施例を第3図に示す。 Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG.

上記第3図の二次電子増倍管40は、第1図の二次電子
増倍管30において、第1のチャンネル基体31と第2のチ
ャンネル基体32とを、その各一端31a,32aどうしおよび
その各他端31b,32bどうしが合致した状態で配置する一
方、第1図の二次電子増倍管30の上記第2のチャンネル
基体32の一端32aの電極35aおよび上記第1のチャンネル
基体31の他端34bに代えて、上記第1のチャンネル基体3
1と第2のチャンネル基体32との間に伸びる傾斜電界形
成用電極42,43を夫々設けたものである。なお、第3図
において、第1図に対応する部分には対応する符号を付
して示し、重複した説明は省略する。
The secondary electron multiplier 40 shown in FIG. 3 is similar to the secondary electron multiplier 30 shown in FIG. 1 except that the first channel substrate 31 and the second channel substrate 32 are connected to each other at their one ends 31a, 32a. And the other ends 31b and 32b thereof are arranged so that they are aligned with each other, while the electrode 35a at the one end 32a of the second channel base 32 of the secondary electron multiplier 30 and the first channel base of FIG. Instead of the other end 34b of 31, the first channel base 3
The gradient electric field forming electrodes 42 and 43 extending between the first and second channel substrates 32 are provided respectively. In FIG. 3, the parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the corresponding reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

上記第1のチャンネル基体31の一端31aの電極34aと他
端31bの傾斜電界形成用電極43との間、上記第2のチャ
ンネル基体32の一端32aの傾斜電界形成用電極42と他端3
2bの電極35bとの間に、直流高電圧電源36より高電圧が
印加される。
Between the electrode 34a at one end 31a of the first channel substrate 31 and the gradient electric field forming electrode 43 at the other end 31b, the gradient electric field forming electrode 42 at the one end 32a of the second channel substrate 32 and the other end 3 are formed.
A high voltage is applied from the DC high voltage power supply 36 between the electrode 2b and the electrode 35b.

第3図のような構造を有する二次電子増倍管で40は、
その第1のチャンネル基体31と第2のチャンネル基体32
との間のチャンネル39内の電界は、傾斜電界形成用電極
42,43が上記チャンネル39の入力端側では第2のチャン
ネル基体32の一端部分側に、また、上記チャンネル39の
出力側では第1のチャンネル基体31の他端部分側に等電
位部分を形成する。このため、上記チャンネル39内に
は、第3図においていて点線で示すような、第1図の二
次電子増倍管30と同様の等電位面による傾斜電界が形成
される。このとき、かかる傾斜電界の形成のための特別
な電源は不要である。この第3図の二次電子増倍管40に
おいても、第2のチャンネル基体32の第1のチャンネル
基体31との対向面32Cに二次電子放出率を小さくする表
面処理が施されているので、上記イオンの衝突によって
も二次電子の放出がなく、イオンフィードバックが抑え
られる。
40 is a secondary electron multiplier having a structure as shown in FIG.
The first channel base 31 and the second channel base 32
The electric field in the channel 39 between the
42 and 43 form equipotential portions on the input end side of the channel 39 on one end side of the second channel base 32 and on the output side of the channel 39 on the other end side of the first channel base 31. To do. Therefore, in the channel 39, a gradient electric field is formed by an equipotential surface similar to that of the secondary electron multiplier 30 of FIG. 1 as indicated by a dotted line in FIG. At this time, a special power source for forming such a gradient electric field is unnecessary. In the secondary electron multiplier 40 of FIG. 3 as well, the surface 32C of the second channel substrate 32 facing the first channel substrate 31 is subjected to the surface treatment for reducing the secondary electron emission rate. Even when the ions collide with each other, secondary electrons are not emitted, and ion feedback is suppressed.

なお、以上の実施例において、第1のチャンネル基体
31および第2のチャンネル基体32は、ガラスの平板から
なり、その表面に、二次電子放出物質からなる二次電子
放出面が形成されているものであってもよい。
In the above embodiments, the first channel substrate
The 31 and the second channel substrate 32 may be made of a flat glass plate, and a secondary electron emitting surface made of a secondary electron emitting substance may be formed on the surface thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る二次電子増倍管の一実施例の構造
を示す説明図、 第2図は第1図の二次電子増倍管におけるイオンフィー
ドバックの抑制の説明図、 第3図は本発明に係る二次電子増倍管のいま一つの実施
例の構造を示す説明図、 第4図、第5図および第6図は従来の二次電子増倍管の
構造を示す説明図である。 30……二次電子増倍管,31……第1のチャンネル基体,32
……第2のチャンネル基体,34a,34b,35a,35b……電極,3
6……直流高電圧電源,38……二次電子増倍面,39……チ
ャンネル,40……二次電子増倍管,42,43……傾斜電界形
成用電極。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of one embodiment of a secondary electron multiplier according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of suppression of ion feedback in the secondary electron multiplier of FIG. 1, and FIG. The drawings are explanatory views showing the structure of another embodiment of the secondary electron multiplier according to the present invention, and FIGS. 4, 5, and 6 are the explanatory views showing the structure of the conventional secondary electron multiplier. It is a figure. 30 …… Secondary electron multiplier, 31 …… First channel substrate, 32
...... Second channel substrate, 34a, 34b, 35a, 35b …… Electrode, 3
6 …… DC high voltage power supply, 38 …… Secondary electron multiplier, 39 …… Channel, 40 …… Secondary electron multiplier, 42, 43 …… Gradient electric field forming electrode.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二次電子増倍用の平板状の第1のチャンネ
ル基体と、それに対向して配置されてなる傾斜電界の発
生用の第2チャンネル基体との間にチャンネルが形成さ
れ、第1のチャンネル基体の一端部に入射した荷電粒子
の衝突により発生した二次電子が上記傾斜電界の方向に
沿って第1のチャンネル基体に衝突しながら運動する過
程で順次なだれ式に増倍され、チャンネル基体の他端よ
り増倍された二次電子流を得るようにした二次電子増倍
管であって、 上記第1のチャンネル基体はその第2のチャンネル基体
との対向面が抵抗性を有するとともに、大きな二次電子
放出係数を有する材料からなり、上記第2のチャンネル
基体はその第1のチャンネル基体との対向面が抵抗性を
有する材料からなり、かつ、二次電子放出率を小さくす
る表面処理が施されており、上記第2のチャンネル基体
は第1のチャンネル基体の一端に対してこの第1のチャ
ンネル基体の他端に向かってシフトして配置されてお
り、上記第1のチャンネル基体の一端と他端との間およ
び第2のチャンネル基体の一端と他端との間に高電圧が
印加されて上記傾斜電界が形成されていることを特徴と
する二次電子増倍管。
1. A channel is formed between a flat plate-shaped first channel substrate for secondary electron multiplication and a second channel substrate for generating a gradient electric field, which is arranged to face the flat plate-shaped first channel substrate. In the process in which secondary electrons generated by collision of charged particles incident on one end of the first channel substrate move while colliding with the first channel substrate along the direction of the gradient electric field, they are sequentially multiplied by an avalanche. A secondary electron multiplier tube adapted to obtain a multiplied secondary electron flow from the other end of the channel substrate, wherein the first channel substrate has a surface facing the second channel substrate having resistance. And having a large secondary electron emission coefficient, the second channel substrate is made of a material whose surface facing the first channel substrate has resistance, and has a small secondary electron emission rate. Table The surface treatment is performed, and the second channel substrate is arranged so as to be shifted toward one end of the first channel substrate toward the other end of the first channel substrate. A secondary electron multiplier, wherein a high voltage is applied between one end and the other end of the substrate and between one end and the other end of the second channel substrate to form the gradient electric field.
【請求項2】二次電子増倍用の平板状の第1のチャンネ
ル基体と、それに対向して配置されてなる傾斜電界の発
生用の第2チャンネル基体との間にチャンネルが形成さ
れ、第1のチャンネル基体の一端部に入射した荷電粒子
の衝突により発生した二次電子が上記傾斜電界の方向に
沿って第1のチャンネル基体に衝突しながら運動する過
程で順次なだれ式に増倍され、チャンネル基体の他端よ
り増倍された二次電子流を得るようにした二次電子増倍
管であって、 上記第1のチャンネル基体はその第2のチャンネル基体
との対向面が抵抗性を有するとともに、大きな二次電子
放出係数を有する材料からなり、上記第2のチャンネル
基体はその第1のチャンネル基体との対向面が抵抗性を
有する材料からなり、かつ、二次電子放出率を小さくす
る表面処理が施されており、上記第1のチャンネル基体
および第2のチャンネル基体はその各一端どうしおよび
各他端どうしが合致して配置される一方、上記第2のチ
ャンネル基体の一端および上記第1のチャンネル基体の
他端はそれぞれ上記第1のチャンネル基体と第2のチャ
ンネル基体との間に伸びる傾斜電界形成用電極を備え、
上記第1のチャンネル基体の一端と他端の傾斜電界形成
用電極との間および上記第2のチャンネル基体の一端の
傾斜電界形成用電極と他端との間に高電圧が印加されて
上記傾斜電界が形成されていることを特徴とする二次電
子増倍管。
2. A channel is formed between a flat plate-shaped first channel substrate for secondary electron multiplication and a second channel substrate for generating a gradient electric field which is arranged so as to face the flat plate-shaped first channel substrate. In the process in which secondary electrons generated by collision of charged particles incident on one end of the first channel substrate move while colliding with the first channel substrate along the direction of the gradient electric field, they are sequentially multiplied by an avalanche. A secondary electron multiplier tube adapted to obtain a multiplied secondary electron flow from the other end of the channel substrate, wherein the first channel substrate has a surface facing the second channel substrate having resistance. And having a large secondary electron emission coefficient, the second channel substrate is made of a material whose surface facing the first channel substrate has resistance, and has a small secondary electron emission rate. Table The surface treatment is performed, and the first channel base body and the second channel base body are arranged such that one ends of the first channel base body and the other end of the second channel base body are aligned with each other, while one end of the second channel base body and the second channel base body are arranged. The other end of the first channel substrate is provided with a gradient electric field forming electrode extending between the first channel substrate and the second channel substrate, respectively.
A high voltage is applied between the gradient electric field forming electrode at one end and the other end of the first channel substrate and between the gradient electric field forming electrode at the one end of the second channel substrate and the other end, and the gradient is obtained. A secondary electron multiplier having an electric field formed therein.
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