JP5684274B2 - 荷電粒子を検出する検出装置、荷電粒子を検出する方法および質量分析計 - Google Patents
荷電粒子を検出する検出装置、荷電粒子を検出する方法および質量分析計 Download PDFInfo
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Description
入射荷電粒子を受け取ったことに応答して二次荷電粒子を発生させる二次粒子発生器と、
二次粒子発生器によって発生された二次荷電粒子を受け取り、検出する荷電粒子検出器と、
二次粒子発生器によって発生された二次荷電粒子を受け取ったことに応答して光子を発生させる光子発生器と、
光子発生器によって発生された光子を検出する光子検出器と、
を含む。
入射荷電粒子か入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子のいずれかを受け取り、検出する荷電粒子検出器と、
荷電粒子検出器によって受け取られ、検出されたものと同じ入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の少なくとも一部を受け取ったことに応答して光子を生成する光子発生器と、
光子発生器によって発生された光子を検出する光子検出器と、
を含む。
入射荷電粒子か入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子のいずれかを受け取り、検出する荷電粒子検出器であって、荷電粒子に対して透明で、使用時に、前記入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子がその中を通過する電極を含む荷電粒子検出器と、
透明電極を通過した入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子を受け取ったことに応答して光子を発生させる光子発生器と、
光子発生器によって発生された光子を検出する光子検出器と、
を含む。
入射荷電粒子を受け取るステップと、
入射荷電粒子を受け取ったことに応答して二次荷電粒子を発生させるステップと、
発生された二次荷電粒子を受け取り、検出するステップと、
発生された二次荷電粒子を受け取ったことに応答して光子を発生させるステップと、
発生された光子を検出するステップと、
を含む。
入射荷電粒子か入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子のいずれかを受け取り、検出するステップと、
受け取られ、検出されたものと同じ入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の少なくとも一部を受け取ったことに応答して光子を発生させるステップと、
発生された光子を検出するステップと、
を含む。
入射荷電粒子か入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子のいずれかを、荷電粒子に対して透明な電極の中を粒子に通過させることによって受け取り、検出するステップと、
透明電極を通過した入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子を受け取ったことに応答して光子を発生させるステップと、
発生された光子を検出するステップと、
を含む。
検出装置において入射荷電粒子を受け取るステップであって、検出装置は異なるゲインの少なくとも2つの検出器を含み、その検出器の少なくとも1つは光子検出器であり、その検出器の少なくとも1つは荷電粒子検出器であるステップと、
少なくとも2つの検出器を介して入射荷電粒子を検出するステップと、
を含む。
1.単独のデジタル化地点のすべてが転送されるフルプロファイルスペクトルとして。または、
2.所定のレベルを超える数値のピークに属する地点だけがデジタイザからコンピュータに転送される、限定的プロファイルスペクトル。このようにすると、データの転送と保存に必要な帯域幅を縮小できる。所定のレベルは、取得の長さ全体について設定し、または異なる取得セグメントについて規定し、または信号/ノイズレベルに応じて、または他のアルゴリズムを使用してオンザフライで決定することができる。または、
3.ピーク重心だけが強度情報とともにコンピュータに転送される。この場合、ピーク重心およびその他の演算は、デジタイザに搭載された計算手段で実行される。たとえば、オンボードコンピュータ、マイクロコンピュータ、FPGA等を使用できる。
以前のスペクトルを使用して、たとえば所定の閾値の上(または下)等、強い(または弱い)ピークがいつ到達するかを判断することによる。次に、以下の方法の1つまたは複数を使用できる。
a)強い(または弱い)ピークが存在している(すなわち、検出されている)間に、最大ゲインのチャネルのゲインを調整する。強いピークの時のゲインを低下させることにより、光子検出器の寿命も延長される可能性がある。ゲインを下げた高ゲインのチャネルからのデータをこの期間中に使用でき、または、選択的に、電荷検出器からのデータをこの期間中に使用でき、それによって、ゲインがどれだけ低下されたかを知る必要がない。
b)入射荷電粒子または入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の、光子発生器に当たった数を、好ましくは以下の方法の1つまたは複数を使用して調製する(数を減らすことにより、光子発生器と光子検出器の寿命が延長される可能性がある)。
i)強い(または弱い)ピークが存在している(すなわち、検出されている)間に、光子発生器に当たる前の荷電粒子(たとえば二次電子)の集束を調整する。
ii)強い(または弱い)ピークが存在している(すなわち、検出されている)間に、入射荷電粒子源(たとえば、イオン源)からの入射荷電粒子(たとえばイオン)の数を調整する。
iii)強い(または弱い)ピークが存在している(すなわち、検出されている)間に、二次荷電粒子発生器上のゲインを調整する。
比較的低いゲインの検出器において直接または間接に入射荷電粒子を検出し、前記比較的低いゲインの検出器からの低ゲイン出力を発生させるステップと、
比較的高いゲインの検出器において直接または間接に入射荷電粒子を検出し、前記比較的高いゲインの検出器からの高ゲイン出力を発生さるステップと、
低ゲイン出力と光ゲイン出力を合成して、高ダイナミックレンジのマススペクトルを形成するステップと、
を含む。
図2B 電圧(3a,3b)=−3700V
図2C 電圧(3a,3b)=−2900V
図2D 電圧(3a,3b)=−2000V
Claims (19)
- 荷電粒子を検出する検出装置であって、
入射荷電粒子、又は、前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子のいずれかを受け取り、検出する荷電粒子検出器と、
前記荷電粒子検出器によって受け取られ、検出されたものと同じ前記入射荷電粒子または前記荷電粒子から生成された二次荷電粒子の少なくとも一部を受け取ったことに応答して光子を発生させる光子発生器と、
前記光子発生器によって発生された光子を検出する光子検出器と、
を備え、
前記荷電粒子検出器は、入射荷電粒子、又は、前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子を受け取り、検出する電極を含み、前記電極は荷電粒子に対して透明である、検出装置。 - 前記光子発生器は、前記透明電極を通過した、前記荷電粒子検出器によって受け取られ、検出されたものと同じ前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の少なくとも一部を受け取ったことに応答して光子を発生させるためのものである、請求項1に記載の検出装置。
- 前記光子発生器は、前記荷電粒子検出器によって受け取られ、検出されたものと同じ前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の50%超を受け取ったことに応答して光子を発生させるためのものである、請求項1又は2に記載の検出装置。
- 前記光子発生器は、前記荷電粒子検出器によって受け取られ検出されたものと同じ前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の75%超を受け取ったことに応答して光子を発生させるためのものである、請求項3に記載の検出装置。
- 前記光子発生器は、前記荷電粒子検出器によって受け取られ検出されたものと同じ前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の90%超を受け取ったことに応答して光子を発生させるためのものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記電極は、前記光子発生器に関連付けられた導電性材料を含む、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記導電性材料は、前記光子発生器と接触する導電層を含む、請求項6に記載の検出装置。
- 前記導電層は金属層を含む、請求項7に記載の検出装置。
- 前記電極は、デジタイザまたはデジタルオシロスコープに結合されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記電極は、前記デジタイザまたはデジタルオシロスコープに容量的に結合されている、請求項9に記載の検出装置。
- 入射荷電粒子を受け取ったことに応答して二次荷電粒子を発生させる二次粒子発生器をさらに含み、
前記荷電粒子検出器は、前記二次粒子発生器によって発生された二次荷電粒子を受け取り、検出するためのものであり、前記光子発生器は、前記二次粒子発生器によって発生された二次荷電粒子を受け取ったことに応答して光子を発生させるためのものである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記二次粒子発生器は、変換ダイノード、ディスクリートダイノードSMEおよび/または連続ダイノードSEMを含む二次電子発生器であり、前記光子発生器はシンチレータを含み、前記光子検出器はソリッドステート光子検出器である、請求項11に記載の検出装置。
- 前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子を集束させて、それによって、前記荷電粒子検出器および/または前記光子発生器に衝突する前記入射荷電粒子または前記入射荷電粒子から生成された二次荷電粒子の流れを変化させるイオン光学系をさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記荷電粒子検出器と前記光子検出器は各々、デジタイザに接続された出力を含み、各検出器からデジタルデータを発生させ、前記デジタイザは、前記荷電粒子検出器から発生された前記データと前記光子検出器から発生された前記データを結合して結合データセットを生成することによって前記データを処理するコンピュータに接続されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載の検出装置。
- 2つ以上の二次粒子発生器および/または2つ以上の荷電粒子検出器および/または2つ以上の光子発生器および/または2つ以上の光子検出器を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の検出装置。
- TOF型質量分析計においてイオンを検出する検出装置である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の検出装置。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の前記検出装置を含む質量分析計。
- TOF型質量分析計において、請求項1〜16のいずれか一項に記載の検出装置を使用してイオンを検出する方法。
- TOF型質量分析計の検出ダイナミックレンジを改善する方法であって、
検出装置において入射荷電粒子を受け取るステップであって、前記検出装置は異なるゲインの少なくとも2つの検出器を含み、前記検出器の少なくとも1つは光子検出器であり、前記検出器の少なくとも1つは荷電粒子検出器である、前記ステップと、
前記少なくとも2つの検出器を介して前記入射荷電粒子を検出するステップと、を含み、前記検出装置は請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の装置である、方法。
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