挑戰未知領域—光產業勃興

刊登日期:2016/5/16
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材網編輯室

光電轉換技術正被逐步廣泛使用中。2011年的東日本大地震使東京電力福島第一核電廠發生爆炸意外,為援助廢核訴求,濱松光子學株式會社得到國家的研究經費,活用對放射線具高靈敏度的光電倍增管技術,開發出攝影機用攝像管(圖一),以調查融化的核燃料(殘渣),相關研發並將持續至 2017年。


圖一、濱松光子學所研發的 Compton Camera

位於靜岡縣盤田市的濱松光子學豐岡製作所為「光電倍增管(圖二)」的主力生產工廠,光電倍增管係可將微弱光信號轉換成電信號,進行大量增幅後進行檢測的光探測元件。濱松光子學斥資 65億日圓,於 2015年 5月興建新大樓,主要提供研發人員從事全球最大直徑 20英寸(約50公分)的大口徑製品之製造。據云,中國預計購入 1萬 6,500支光電倍增管,使用於大規模的基本粒子實驗;於俄國貝加爾湖進行的實驗亦準備購入1萬支。過去僅限於先進國家才有的最先進實驗用需求,隨著科學技術的急遽發展,已逐步擴大至新興國家。

濱松光子學事業總負責人竹內純一表示,光基本粒子實驗等最先進研究領域,在全世界便有 300億~400億日圓的商機,包括瞄準下一屆諾貝爾獎的新興國家在內,大量訂單從世界各地紛紛湧進。讓東大宇宙線研究所所長梶田獲得諾貝爾物理學獎的實驗設施「超級神岡探測器」,購入 1萬 3,000支直徑 20英寸的光電子增倍管,而其前身「Kamiokande」,讓小柴昌於2002年獲得諾貝爾物理學獎,一舉打響濱松光子學的名號。
 


圖二、濱松光子學公司所研發的光電倍增管

給人「大口徑」印象的光電倍增管,亦正加快超小型化的開發,體積比過去最小尺寸縮小了約 1/7,新產品命名為「Micro PMT」,看準能以少量血液進行精密檢查的醫療用檢查裝置等用途。目前正在提供顧客樣品,進行評估作業。

該項事業係由將光訊號轉換成電訊號的光電管為開發起點,1959年成功開發出具有增幅功能的光電倍增管。當時從事光電倍增管開發的公司有美國 RCA、英國 EMI 和日本的東芝等著名企業。濱松光子學在激烈競爭中勝出,一躍成為黑馬。其理由有二:第一個是高品質,可盡情發揮創意。當時的光電倍增管主要作為研究用,每個顧客所需要的性能不同,研發人員必須不斷反覆嘗試,製作出符合顧客需求的製品,且品質亦會影響到耐久性。

該公司在正式推出光電倍增管不久後,接到德國一項大型計畫訂單,擬購入 3,000支倍增管,但考慮到良率問題而加購至 3,600支,但濱松光子學的製品在實驗過程中完全沒有損壞,一舉打響名號。第二個理由是在有限的全球市場上具有優位性。光電倍增管的全球市場規模一年約---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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