JPS63259952A

JPS63259952A - 位置検出器

Info

Publication number: JPS63259952A
Application number: JP63029038A
Authority: JP
Inventors: ライネル・クルツ
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1987-02-14
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1988-10-27
Also published as: CH673907A5; DE3704716A1; US4937455A; DE3704716C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、光学的に後置した多線チャンバーが入射光
の位置読取に敏感な波長のフォトンを発生させる変換体
を備えていて、微弱強度の光を放つ対象物を電子画像に
するための位置検知器に関する。

その様な位置検出器は、“ＮｕｃｌｅａｒＩｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　　２１７．２１７
−２３３（１９８３）。

Ｄ、　Ｆ、　Ａｎｄｅｒｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ　：　Ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ＢａＦｚＳｃｉｎｔｉｌｌａ
ｔｏｒｔｏ　ａ　ＴＭ＾Ｅ　Ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ
　ａｎｄ　ａＬｏｗ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ　　Ｗｉｒｅ　
Ｃｈａｍｂｅｒ”　　（’核装置と方法ＪＤ、Ｆ、アン
ダーソン等：　ＴＭＡＥ　　フォトカソードと低圧多線
チャンバーにＢａＦｚシンチレータの結合〕、この検出
器では、ＢａＦ２製のシンチレータに多線チャンバーが
後続している。高エネルギ粒子又は量子のビームが、こ
のシンチレータに入射した場合、多線チャンバーでイオ
ン化を生じさせるＵｖフォトン（紫外領域の光子）が生
じる。

この場合、多線チャンバーのＵＶ感度は、計数ガスに対
してテトラキシ（デメチルアミノ）エチレン、ＴＭＡＥ
とも略記される、を添加して達成される。

この検出器は、既に古くから知られているアンジャ・カ
メラ（Ｒｅｖ、　Ｓｃｋ、　Ｉｎ５ｔｒ、　２９．２７
　（１９５８）、　Ｉｌ、　０゜八ｎｇｅｒ：　５ｃｉ
ｎ−ｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃａｍｅｒａ）　　　と比べ
て軽量で、コンパクトで、しかも簡単な構造を有する。

公知の検出器は、実質上ただ高エネルギ光線を検出する
ためにのみ適している。低エネルギ光線、例えば軟エッ
クス線、又は遠くに離れた対象物の可視光の場合、正確
な位置決定、及び良好なエネルギ分解能を得るためには
、シンチレータ中に極端に少ないＵＶ光しか形成されな
い。

この発明の課題は、一方で簡単で、軽量で、しかもコン
パクトな構造、それ故、容易な取り扱いによって卓越し
、他方で強度の弱い発光対象物の場合でも、正確な位置
決定、及び良好なエネルギ分解能を保証する電子画像表
示に対する位置検出器を提供するこにある。

冒頭に述べた種類に属する検出器から出発して、上記の
課題はこの発明により多線チャンバーに少なくともフォ
トンを自由電子に変換するフォトン変換器、電子加速区
間及び／又は電子倍増体と変換体から成る増幅器を光結
合し、その場合、前記変換体は多線チャンバーのために
電子からフォトンに変換する物質から形成することによ
って解決されている。

この発明によると、公知の位置検出器は入射した電磁波
を先ず電子に変換し、この電子を加速及び／又は増倍す
る増幅器を備えているので、それに応じて調整した変換
器から以前より相当多量なフォトンを取り出せる。その
結果、この検出器は向上した位置精度及びエネルギ分解
能を有する。

更に、優れた線型特性及び改善された長時間安定性を得
る。アンジャ・カメラと比較すると、相当高いパルスレ
ートでも動作させることができる。

それ故、動的測定が可能であるか、又は少なくとも相当
単純化させることができる。その場合、この検出器は単
純で、軽量及びコンパクトな構造なため以前と同程度に
優れている。

この発明による検出器は、特に赤外と硬ガンマ線の波長
領域にある電磁波を検出するために導入できる。検査す
る光ごとに、フォトン変換器をそれに応じて調整でき、
従ってフォトンを最高の効率で電子に変換することがで
きる。電子増倍体を使用する限り、一定の領域、例えば
エックス線又は紫外線の、場合、入射光を電子に変換し
、同時に増倍することができる。この場合、通常電子増
倍体は電子加速区間とも併用している。

この発明による構成では、フォトン変換器に更に、放出
スペクトルに対してフォトン変換器が敏感となるシンチ
レータを前置接続している。その様なシンチレータの構
造は、特に電磁波でフォトン変換器の感度がない、又は
不充分となる波長領域を調査し、他方この波長領域で特
に有効で、フォトン変換器に相応しい放出スペクトルを
有するシンチレータが設置してある場合に推奨されもの
である。更に、このシンチレータは、それに対して使用
される材料を適当に選べば、中性子、イオン及び電子の
ような粒子線を調べることもできる。

この方法では、調べる各光に最適に適合させること及び
増幅することができる。それに応じて、位置精度とエネ
ルギ分解能に関して良好な結果を得ている。その場合、
ガンマ線及びエックス線を調べるのであれば、特にＮａ
Ｊ　（ＴＩ）結晶が適切である。熱中性子を測定するに
は、６−Ｌｉを含有するシンチレータを使用することが
望ましい。しかし、このことはただ例示であって、他の
結晶の使用を排除することではない。後続するフォトン
変換器によってこの結晶の放出スペクトルを均衡させる
こができるので、シンチレータから出るフォトンを電子
に最適変換することができる。

フォトン変換器としては、特にフォトカソードが適当で
ある。公知の手段によって、調べる波長領域、又は、場
合によって、補助的に前置接続するシンチレータの放出
スペクトルで前記フォトカソードのスペクトル感度を広
い範囲で調整することができる。

フォトン変換には、更に所謂近接ダイオードが適切であ
る。この様なダイオードにすると、短焦点画像増幅器が
非常にコンパクトな構造になる。

この増幅器では、入射光はフォトカソードの所で光電子
を放出し、それ等の電子は１０〜３０　ｋＶの間にある
加速電圧によって光に対して遮蔽した蛍光体の方向に向
けて移動し、そこで光放出が生じる。この場合、フォト
カソードと蛍光体の間の間隔が非常に狭く、１〜３ｍｍ
の値にしてあるので、フォトカソード上の像を実際上画
像の先鋭度に損失なしに蛍光体上に結像する。その様な
近接ダイオードは、例えば商標［プロキシファイヤー」
（Ｐｒｏｘｉｆｊｅｒ）と言う名でＰｒｏｘｉ　ｔｒｏ
ｎｆｃ社、Ｄ−６１４０Ｂｅｎｓｈｅｉｍ　ｓから提供
されている。

電子倍増体を設置する場合、特に所謂チャンネルプレー
トが推奨される。その理由は、一つには断面積が広く、
他方で厚さが薄いからである。

電子の区間は、それ自体公知の方法でフォトン変換器と
変換体間の中間室に電圧を印加して形成されている。更
に、フォトン変換器とこの変換体の間に、電子線を必要
に応じて集束又は拡大するため、少なくとも一個の電子
光学系を配設することができる。

自明なことであるが、光増幅率を向上させるため、電子
加速体及び／又は電子倍増体を多数重ねにして、即ちカ
ースケート状にして配設することもできる。

電子をフォトンに変換す名のに適した変換器としては、
紫外線放出蛍光体、特にＢａＦｚが知られている。この
材料は、公知の検出器に既に使用されているが、そこで
は、特定な波長のフォトンをＵｖスペクトラムのフォト
ンに変換する変換器の形で使用している。この場合、変
換器は多線チャンバーの入射窓自体を形成でき、他には
支柱を必要としていない。変換器は、光学結合を阻止す
るため、光増幅側で光に不透明で、電子には透明な、例
えば数μｍ厚さのアルミニューム製の薄膜を置くことに
なる。

図面で、この発明を模式的に示す実施例に基づき詳しく
説明する０位置検知器１は、以下の様に構成されている
。

入口には、ＮａＪ（ＴＩ）結晶型のシンチレータ（２）
が配設してある。その様なシンチレータ（２）は、特に
ガンマ線及びエックス線に敏感で、これ等の光線を閃光
に変換する。

シンチレータ（２）は、入射窓（３）上に載せである。

この室の下側にフォトン変換器として動作するフォトカ
ソード（４）が配設してある。フォトカソードのスペク
トル感度は、フォトンを電子に変換する場合、シンチレ
ータ（２）の放出スペクトラムを出来る限り高い収率で
得るように調整してある。次に排気した中間室（５）が
加速区間として利用され、加速は加速電圧を印加して行
われる。中間室（５）には、更に電子倍増体も主にチャ
ンネルプレートの形にして配設してある。このいチャン
ネルプレートは、電子を加速するだけでなく、倍増作用
も行う。

中間室（５）には、下部にＢａＦ、製で出射窓（７）の
上に載せである蛍光体（６）が接続している。この蛍光
体（６）は、フォトカソードから放出した電子をＵＶフ
ォトンに変換する。光学結合を阻止するため、蛍光体（
６）は入射側に光に不透明で電子を通す薄膜（７）が配
設してある。

加速され、場合によって、倍増された電子は、公知の蛍
光体の場合よりも相当多量のＵＶフォトンを蛍光体（６
）から放出させる。これ等の電子は、出射窓（８）の下
部に配設してある多線チャンバー（９）に入射し、そこ
で封入してあるテトラキシ（デメチルアミノ）エチレン
である添加物を有する計数ガスをイオン化する。イオン
化した位置を読み取るため、多線チャンバー（９）中の
二手面に重ねたカソード線の二つの格子（１０，１１）
があり、両路子の間にアノード線の格子（１２）がある
。イオン化位置の重心は、カソード線（１０，１１）に
印加した電気信号を評価して公知の方法によって決定し
ている。

前記の検出器を用いると、微弱な光を放つ対象物も検知
できる。その場合、多線チャンバー（９）の入射窓を形
成する蛍光体（６）の特性に関連はない。それ故、蛍光
体（６）がこれまで利用できなかった波長の電゛磁波を
優れた位置精度と高エネルギ分解能で読取できる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、この発明による位置検出器の模式％式％：２・・・シンチレータ、３・・・入射窓、４・・・フォトカソード、５・・・中間室、６・・・蛍光体、７・・・薄膜、８・・・出射窓、９・・・多線チャンバー、１帆１１　　・・・カソード線、１２・・・アノード線、

Claims

【特許請求の範囲】１）入射光の位置を読み取るために光学的な後続配置し
てある多線チャンバーが感度を有する波長のフォトンを
発生する変換器を備えた微弱強度の光を放つ対象物の電
子画像表示に対する位置検知器において、多線チャンバ
ー（９）には、少なくとも、フォトンを自由電子に変換
するフォトン変換器（４）と、電子加速区間及び／又は
電子倍増体及び変換体から成る増幅器が光学結合してあ
り、前記変換体は多線チャンバー（９）に対して電子を
フォトンに変換する材料から成ることを特徴とする位置
検出器。２）フォトン変換器（４）には、このフォトン変換器（
４）の放出スペクトルに対して敏感なシンチータ（２）
が前置接続してあることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の検出器。３）前記シンチレータ（２）は、ＮａＪ（Ｔ１）結晶で
作製されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の検出器。４）前記シンチレータ（２）は、６−Ｌｉを有すること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の検出器。５）フォトン変換器は、フォトカソード（４）で形成し
てあることを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のい
ずれか１項に記載の検出器。６）増幅器は、少なくとも一個の近接ダイオードで形成
してあることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項の
いずれか１項に記載の検出器。７）電子倍増体は、チャンネルプレートで形成してある
ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項のいずれか
１項に記載の検出器。８）電子加速体及び／又は電子倍増体は、多層に重ねて
配設してあることを特徴とする特許請求の範囲第１〜７
項のいずれか１項に記載の検出器。９）フォトン変換器（４）と変換部（６）の間には、少
なくとも一個の電子光学系が配設してあることを特徴と
する特許請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載の
検出器。１０）前記変換部は、紫外線を放出する蛍光体（６）で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１〜９項のいず
れか１項に記載の検出器。１１）蛍光体は、ＢａＦ＿２から成ることを特徴とする
特許請求の範囲第１０項記載の検出器。１２）変換部（６）は、多線チャンバー（９）の入射窓
を形成していることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
１１項のいずれか１項に記載の検出器。１３）変換部（６）は、増幅器側で光に不透明であり、
電子に対して透過性のある薄膜（７）を設置しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１〜１２項のいずれか
１項に記載の検出器。