[發明專利]光電倍增管

有效

• 申請號: 200680011024.0
• 申請日: 2006-02-17
• 公開（公告）號: CN101385115A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 大村孝幸;木村末則;伊藤益保
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01J43/06
• 分類號: H01J43/06
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳

技術領域

本發明涉及一種光電倍增管，所述光電倍增管通過響應于光電子的入射經過多級連續發射二次電子而實現二次電子的級聯倍增。

背景技術

近年來，在核醫學領域內作為下一代PET(正電子發射斷層攝影，Positron-Emission?Tomography)裝置，TOF-PET(飛行時間-PET)的發展在積極地進行著。具體地說，在TOF-PET裝置中，當給予身體的放射性同位素發射的兩種伽瑪射線同時在彼此相對方向的兩個檢測器中檢測時，可以測定從兩個檢測器輸出的信號中的時間差，這能夠確定正電子的失蹤位置作為飛行或渡越時間的差；因此，能夠獲得清晰的PET圖像。具有優異的高速響應的大容量光電倍增管被應用于該檢測器中。

例如已知JP-A-5-114384所示的光電倍增管為前述的那種。在現有的光電倍增管中具有這樣的結構，其中聚焦電極和加速電極從陰極向著第一級倍增電極按照該順序設置。在該情況下，聚焦電極是校正從陰極發射的各個光電子的軌道使得光電子可以聚焦在第一級倍增電極上的電極。另外，加速電極是加速從陰極發射至第一級倍增電極的光電子的電極，并且具有減少由于陰極的光電子的發射區域造成的從陰極至第一級倍增電極的渡越時間的變化的功能。

如上所述，利用在陰極和第一級倍增電極之間設置聚焦電極和加速電極的結構能夠實現高速響應。

發明內容

本發明者已經詳細研究了前述現有技術，結果發現了如下問題。

即，在現有的光電倍增管中，收容于密封容器內并進行優異的高速響應的電子倍增單元是由倍增電極單元、聚焦電極和加速電極構成為，所述倍增電極單元為多級倍增電極和陽極一起被夾在一對絕緣固定板之間。在裝配工作中，加速電極通過特殊的金屬構件固定于倍增電極單元，而聚焦電極通過玻璃構件固定于加速電極。通過上述裝配過程獲得的現有的光電倍增管具有的結構為電位與第一級倍增電極相同并直接支撐第一級倍增電極的金屬盤設置在加速電極和第一級倍增電極之間。在該情況下，問題在于設置在加速電極和第一級倍增電極之間的金屬盤的作用使得在依賴于陰極的光電子的發射面積的從陰極經由第一級倍增電極到達第二級倍增電極的電子的渡越時間發生顯著變化，從而增加了CTTD(陰極渡越時間差)并惡化TTS(渡越時間分散度)。

為了解決前述問題而完成本發明，本發明的一個目的在于提供一種光電倍增管，該光電倍增管具有能夠進行高增益并且滿足關于均勻度、CTTD、TTS等的更高的所需性質的結構。

根據本發明的光電倍增管包括內部保持真空狀態的密封容器，和分別設置在密封容器內的陰極、聚焦電極、加速電極、倍增電極單元和陽極。另外，倍增電極單元和陽極統一地保持在由一對絕緣支撐構件夾住的狀態。陰極響應于具有規定波長的光的入射而在密封容器內發射光電子作為一次電子。倍增電極單元包括多級倍增電極，所述倍增電極響應從光電陰極到達的光電子而發射二次電子從而連續級聯倍增光電子。陽極取出通過倍增電極級聯倍增的二次電子作為信號。聚焦電極的作用在于校正各個從光電陰極發射的光電子的軌道，并且設置在光電陰極和倍增電極單元之間。而且，聚焦電極具有使來自光電陰極的光電子經過的通孔。加速電極的作用在于加速從光電陰極經由聚焦電極而到達的光電子，并被設置在聚焦電極和倍增電極單元之間。而且，加速電極具有使來自光電陰極經由聚焦電極到達的光電子經過的通孔。

具體地說，作為根據本發明的光電倍增管所需的性質，包括均勻度、CTTD(陰極渡越時間差)、TTS(渡越時間分散度)等；該光電倍增管提供了整個陰極表面作為有效區域以實現均勻性，并表現500psec或更小的CTTD和300psec或更小的TTS。因此，根據本發明的光電倍增管具有至少使加速電極和倍增電極單元一起保持在至少倍增電極中的第一級倍增電極和第二級倍增電極與加速電極不經過導電構件而直接相對的狀態的結構。

這樣，根據該光電倍增管，至少加速電極和倍增電極單元具有一起保持在使得至少倍增電極單元所包括的第一級倍增電極和第二級倍增電極與加速電極不經過導電構件而直接相對的狀態的結構。結果，設定成電位與第一級倍增電極相同并且直接支撐第一級倍增電極的金屬盤并不放置于加速電極和倍增電極單元之間；因此，可以顯著減少二次電子按照從陰極經由第一級倍增電極到達第二級倍增電極的路徑的渡越時間的變化。

而且，如上所述，為了減少直接支撐位于倍增電極單元所包括的第一級倍增電極和加速電極之間的第一級倍增電極的金屬盤(設定成與第一級倍增電極電位相同)，優選按照至少加速電極和倍增電極單元一起被保持的方式來進行簡單構建(即，不使裝配過程復雜化)。