[發(fā)明專利]CEM組件和電子倍增設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911036557.X
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111128669A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遠藤剛志;小林浩之
• 申請（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會社
• 主分類號: H01J43/04
• 分類號: H01J43/04;H01J43/30
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;黃浩

本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)使向通道型電子倍增體施加的電壓穩(wěn)定的電壓供給電路的小型化的CEM組件等。該CEM組件包括：包含輸入電極(130A)、倍增通道(110)和輸出電極(130B)的CEM(100)；和電壓供給電路(200)。電壓供給電路(200)包含電源部(300)和恒定電壓發(fā)生部(400)，通過由電源部(300)產(chǎn)生的電動勢，設(shè)定輸入電極(130A)的電位。恒定電壓發(fā)生部(400)包含產(chǎn)生電壓下降的恒定電壓供給部(500)，通過恒定電壓供給部(500)的電壓下降，保持被設(shè)定在輸出側(cè)基準節(jié)點(410)的目標電位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含通道型電子倍增體(Channel Electron Multiplier，以下記為“CEM”)的CEM組件和包含該CEM組件的電子倍增設(shè)備。

背景技術(shù)

具有電子倍增功能的CEM具有倍增通道，該倍增通道在形成于構(gòu)造體的貫通孔的內(nèi)壁面或規(guī)定在該構(gòu)造體的表面設(shè)置的槽的面上，隔著電阻層設(shè)置有二次電子放出層。此外，在倍增通道的輸入端設(shè)置有輸入電極，在倍增通道的輸出端設(shè)置有被設(shè)定為比該輸入電極的設(shè)定電位高的電位的輸出電極。當(dāng)從輸入端獲取的帶電粒子到達二次電子放出面時，從該二次電子放出面放出二次電子，該放出的二次電子一邊從輸入電極向輸出電極傳播一邊被級聯(lián)倍增。

另外，上述的CEM與用于向輸入電極和輸出電極間供給規(guī)定的電壓的電壓供給電路一起構(gòu)成CEM組件，該CEM組件被應(yīng)用于各種傳感設(shè)備。作為一例，該CEM組件通過與收集從CEM放出的電子的構(gòu)造(例如陽極等電極)組合，能夠應(yīng)用于在離子檢測等技術(shù)領(lǐng)域被廣泛利用的電子倍增設(shè)備等。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

發(fā)明人們對由以往的CEM(通道型電子倍增體)和應(yīng)用于它的電壓供給電路構(gòu)成的CEM組件進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下這樣的技術(shù)問題。

即，在由鉛玻璃構(gòu)成的構(gòu)造體形成有二次電子放出層等的以往的CEM，為了確保穩(wěn)定工作，需要10MΩ以上的電阻值(從倍增通道的輸入端到輸出端的電阻值)。另外，鉛玻璃應(yīng)用于構(gòu)造體的現(xiàn)有的CEM中，通過PbO的還原處理而析出的鉛的層被作為電阻層利用。此外，近年，制造出在由絕緣材料或陶瓷構(gòu)成的構(gòu)造體的表面通過原子層沉積法(AtomicLayer Deposition，以下記為“ALD”)形成有電阻膜和二次電子放出膜的低電阻CEM。

特別是，上述的低電阻CEM單體中，因工作時的發(fā)熱而發(fā)生該CEM的電阻值的降低和與輸出電流的增加相伴的輸出端的電壓下降。這樣的CEM的輸出電位的下降引起該CEM的增益上升，因此有失去由直流電壓控制帶來的CEM的線性(以下記為“DC線性”)這樣的技術(shù)問題。另一方面，所制造的多個CEM間，電阻值存在個體差。因此，為了實現(xiàn)該CEM的輸出側(cè)電位的固定，必須也考慮到該“電阻值的CEM間的個體差”。

另外，本說明書中，“DC線性”是指，通過帶電粒子向CEM的輸入量(換算成電流值)與CEM的輸出電流之比(以下記為“輸入輸出電流比”)算出的該CEM的工作特性。在帶電粒子向CEM的輸入量少時，上述輸入輸出電流比顯示出固定值(線性)，在過大的量的帶電粒子輸入到CEM的情況下，上述輸入輸出電流比脫離基準值(±10％)。該基準值(a.u.)是能夠充分確保DC線性的范圍(輸出電流低，為1～100nA左右的范圍)中的輸入輸出電流比，由以下的式(1)提供。

輸出電流(A)/帶電粒子的輸入量(A)…(1)

另一方面，DC線性(％)由以下的式(2)提供。因此，如果輸出電流在比較低的范圍，必然輸入輸出電流比與基準值幾乎一致(DC線性為100％)。但是，輸出電流超過上述范圍變得越大，CEM的輸出端側(cè)的電壓下降就越大，輸入輸出電流比與基準值之差就越顯著(失去DC線性)。

輸出電流(A)/帶電粒子的輸入量(A)/基準值(a.u.)×100…(2)