[发明专利]光电倍增管

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电倍增管，所述光电倍增管响应光电子的入射，通过二次电子的多级连续发射来实现二次电子的级联倍增。

背景技术

近年来，在核医学领域中，正积极寻求作为下一代PET(正电子发射断层照相)设备的TOF-PET(飞行时间PET)的发展。在TOF-PET设备中，因为同时测量从给予身体的放射性同位素发出的两条γ射线，将大量具有良好、高速响应特性的光电倍增管用作被设置成为保卫目标物的测量设备。

特别地，为了实现较高稳定性的高速响应特性，多通道光电倍增管正变得适用于下一代PET，例如上述数量日益增加的情况，其中，在所述多通道光电倍增管中装备有多个电子倍增器通道，并且在多个电子倍增器通道中平行地进行电子倍增。例如，在国际专利公开号WO2005/091332中所述的多通道光电倍增管具有这样的结构，其中，单面板被划分成多个光入射区(各自为分配有单电子倍增器通道的光电阴极)，并且多个被处理成为被分配到多个光入射区的电子倍增器通道的电子倍增器部(各自从倍增电极单元排列，由多级倍增电极和阳极组成)被密封在单玻璃管内。具有该结构的光电倍增管，使得在单玻璃管内包含多个光电倍增管，通常被称作多通道光电倍增管。

如上所述，多通道光电倍增管由此具有的结构使得单通道光电倍增管的功能由多个电子倍增器通道分享，通过该单通道光电倍增管，从设置于面板上的光电阴极发出的光电子通过单电子倍增器部电子倍增以获得阳极输出。例如，在多通道光电倍增管中，由于对于一个电子倍增器通道二维排列有四个光入射区(用于电子倍增器通道的光电阴极)，光电子发射区(相应光电阴极的有效区)由1/4或更少面板组成，从而易于提高各个电子倍增器通道间的电子渡越时间差。因此，与整个单通道光电倍增管内的电子渡越时间差相比，预期整个多通道光电倍增管在电子渡越时间差方面有显著提高。

发明内容

本发明人已经研究了上述传统的多通道光电倍增管，结果已经发现下述问题。即，在传统的多通道光电倍增管中，因为通过根据来自光电阴极的光电子的释放位置分配的电子倍增器通道来进行电子倍增，最优化地设计各个电极的位置，以便根据各个电子倍增器通道，减小电子渡越时间差。用这种方式，通过各个电子倍增器通道中的电子渡越时间差的这种提高，实现整个多通道光电倍增管的电子渡越时间差的提高，因此，提高整个多通道光电倍增管的高速响应特性。

然而，在这种多通道光电倍增管中，在电子倍增器通道间的平均电子渡越时间差的涨落方面没有做出改进。而且，至于形成光电阴极的面板的光发射面(位于密封容器内部的面)，在环绕中央区的包括密封容器的管轴的外围区中，特别是在光发射面和管体的内壁交叉的边界部分(光发射面的边缘)处，使光发射面的形状变形。由此使得光电阴极和倍增电极间或光电阴极和聚焦电极间的等势线变形，即使在单通道内，根据光电发射位置可以生成偏离正道的光电子。为进一步改进高响应特性，不能忽略这种偏离正道的光电子的存在。

而且，因为为了制造TOF-PET设备，需要大量光电倍增管，因此，对于应用于TOF-PET设备等的光电倍增管，希望采用更适合于大规模生产的结构。

已经开发了本发明来消除上述问题，以及其目的是通过更适合于大规模生产的结构，实现从光电阴极发射的光电子的发射位置相关光电子渡越时间差的减少，以便提供在诸如TTS(渡越时间涨落)和CTTD(阴极渡越时间差)的响应时间特性方面总体上有显著提高的光电倍增管。

目前，开发了添加TOF(飞行时间)功能的PET设备。在用于这种TOF-PET设备中的光电倍增管中，CRT(符合分辨时间)响应特性也很重要。传统的光电倍增管不满足TOF-PET设备的CRT响应特性。因此，在本发明中，因为将传统的PET设备用作基础，保持当前使用的球形外径，进行轨道设计以便使得CRT度量满足TOF-PET设备的要求。具体地说，以提高与CRT响应特性有关的TTS为目标，以及进行轨道设计以便提高整个面板上的TTS和各个入射区中的TTS。