JP5818542B2 - イオン検出装置 - Google Patents
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Description
また、イオン進入口には、正電位及び負電位が選択的に印加される第1のメッシュが張られている。これによれば、筐体内に正イオンを進入させて当該正イオンを検出する場合には、第1のメッシュに負電位を印加することで、イオン進入口内への正の電界の形成を抑制し、コンバージョンダイノードにおける正イオンの入射効率をより一層向上させることができる。一方、筐体内に負イオンを進入させて当該負イオンを検出する場合には、第1のメッシュに正電位を印加することで、イオン進入口内への負の電界の形成を抑制し、導電層における負イオンの入射効率をより一層向上させることができる。
さらに、筐体には、イオン進入口と対向する開口が設けられており、開口には、接地されたメッシュが張られている。これにより、コンバージョンダイノード及び導電層に収束する静電レンズが形成されるので、ニュートラル等に起因したノイズの発生が防止される。
このイオン検出装置では、イオン進入口を介して筐体内に正イオンが進入すると、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。一方、イオン進入口を介して筐体内に負イオンが進入すると、当該負イオンは、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層に衝突する。この負イオンの衝突により導電層から正イオンが放出され、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。このように、筐体内に正イオンが進入した場合には勿論、筐体内に負イオンが進入した場合にも、当該負イオンが導電層で正イオンに変換されるので、負電位が印加されたコンバージョンダイノードにて正イオンから二次電子への変換が実現され、その結果、正イオン及び負イオンから二次電子への変換効率の低下が抑制される。よって、このイオン検出装置によれば、正イオン及び負イオンの検出効率を向上させることが可能となる。
また、イオン進入口には、正電位及び負電位が選択的に印加される第1のメッシュが張られている。これによれば、筐体内に正イオンを進入させて当該正イオンを検出する場合には、第1のメッシュに負電位を印加することで、イオン進入口内への正の電界の形成を抑制し、コンバージョンダイノードにおける正イオンの入射効率をより一層向上させることができる。一方、筐体内に負イオンを進入させて当該負イオンを検出する場合には、第1のメッシュに正電位を印加することで、イオン進入口内への負の電界の形成を抑制し、導電層における負イオンの入射効率をより一層向上させることができる。
さらに、イオン進入口には、第1のメッシュに対して外側に位置するように第2のメッシュが張られており、第2のメッシュには、第1のメッシュに印加される電位よりも絶対値が小さくなるように、かつ第1のメッシュに印加される電位と極性が逆となるように、正電位及び負電位が選択的に印加されている。これによれば、筐体内に正イオンを進入させて当該正イオンを検出する場合には、第2のメッシュに正電位を印加することで、エネルギーの比較的低い正イオンを追い返して、エネルギーの比較的高い正イオンのみを通過させることができる。このとき、負イオンは、負電位が印加された第1のメッシュによって追い返される。一方、筐体内に負イオンを進入させて当該負イオンを検出する場合には、第2のメッシュに負電位を印加することで、エネルギーの比較的低い負イオンを追い返して、エネルギーの比較的高い負イオンのみを通過させることができる。このとき、正イオンは、正電位が印加された第1のメッシュによって追い返される。ノイズとなるイオンのエネルギーは、検出すべきイオンのエネルギーに比べて低いことが多い。従って、エネルギーの比較的低いイオンの筐体内への進入を防止することで、イオン検出装置のS/N比を向上させることが可能となる。
このイオン検出装置では、イオン進入口を介して筐体内に正イオンが進入すると、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。一方、イオン進入口を介して筐体内に負イオンが進入すると、当該負イオンは、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層に衝突する。この負イオンの衝突により導電層から正イオンが放出され、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。このように、筐体内に正イオンが進入した場合には勿論、筐体内に負イオンが進入した場合にも、当該負イオンが導電層で正イオンに変換されるので、負電位が印加されたコンバージョンダイノードにて正イオンから二次電子への変換が実現され、その結果、正イオン及び負イオンから二次電子への変換効率の低下が抑制される。よって、このイオン検出装置によれば、正イオン及び負イオンの検出効率を向上させることが可能となる。
また、筐体内には、コンバージョンダイノード及び導電層に対してイオン進入口側に位置するように、かつ、イオン進入口側から見た場合に、コンバージョンダイノードと導電層とが対向する方向に略直交する方向においてイオン進入口を挟むように、筐体と同電位とされる一対の電極部材が配置されている。これによれば、例えば一対の電極部材が対向する方向を長手方向とする断面形状を有するようにイオン進入口が形成されていても、コンバージョンダイノードへの正イオンの軌道、及び導電層への負イオンの軌道を収束し、コンバージョンダイノードにおける正イオンの入射効率、及び導電層における負イオンの入射効率をより一層向上させることができる。
このイオン検出装置では、イオン進入口を介して筐体内に正イオンが進入すると、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。一方、イオン進入口を介して筐体内に負イオンが進入すると、当該負イオンは、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層に衝突する。この負イオンの衝突により導電層から正イオンが放出され、当該正イオンは、負電位が印加されたコンバージョンダイノードに向かって進行し、コンバージョンダイノードに衝突する。この正イオンの衝突によりコンバージョンダイノードから二次電子が放出されると、当該二次電子は、正電位が印加された導電層に向かって進行し、導電層を透過した後、電子入射面を介してシンチレータに入射する。この二次電子の入射によりシンチレータで光が発せられると、当該光は、光検出器で検出される。このように、筐体内に正イオンが進入した場合には勿論、筐体内に負イオンが進入した場合にも、当該負イオンが導電層で正イオンに変換されるので、負電位が印加されたコンバージョンダイノードにて正イオンから二次電子への変換が実現され、その結果、正イオン及び負イオンから二次電子への変換効率の低下が抑制される。よって、このイオン検出装置によれば、正イオン及び負イオンの検出効率を向上させることが可能となる。
また、筐体には、シンチレータが接続された一端、及び光検出器が接続された他端を有するライトガイドが貫通しており、ライトガイドにおける一端側の第1の部分は、第1の導電膜に覆われ、ライトガイドにおける他端側の第2の部分は、第2の導電膜に覆われ、ライトガイドにおける第1の部分と第2の部分との間の第3の部分は、絶縁膜に覆われている。これによれば、第1及び第2の導電膜によって、外部からライトガイドに光が入射するのを防止することができる。さらに、絶縁膜によって、第1の導電膜と第2の導電膜とを絶縁することができる。
[第1の実施形態]
[第2の実施形態]
[第3の実施形態]
Claims (7)
- 正イオン及び負イオンを検出するイオン検出装置であって、
前記正イオン及び前記負イオンを進入させるイオン進入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置され、負電位が印加されるコンバージョンダイノードと、
前記筐体内に配置され、前記コンバージョンダイノードと対向しかつ前記コンバージョンダイノードから放出された二次電子が入射する電子入射面を有するシンチレータと、
前記電子入射面に形成され、正電位が印加される導電層と、
前記二次電子の入射に応じて前記シンチレータで発せられた光を検出する光検出器と、を備え、
前記イオン進入口には、正電位及び負電位が選択的に印加される第1のメッシュが張られており、
前記筐体には、前記イオン進入口と対向する開口が設けられており、
前記開口には、接地されたメッシュが張られていることを特徴とするイオン検出装置。 - 前記コンバージョンダイノードと前記導電層とを結ぶ基準線に略直交する所定の面が前記イオン進入口の中心線を含むように、前記イオン進入口に対して前記コンバージョンダイノード及び前記導電層が位置しており、
前記コンバージョンダイノードによって形成される負の等電位面と前記導電層によって形成される正の等電位面とが前記所定の面に関して略対称となるように、前記コンバージョンダイノードに負電位が印加されると共に前記導電層に正電位が印加されることを特徴とする請求項1記載のイオン検出装置。 - 前記シンチレータには、正電位が印加される電極層が前記導電層を包囲するように形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のイオン検出装置。
- 正イオン及び負イオンを検出するイオン検出装置であって、
前記正イオン及び前記負イオンを進入させるイオン進入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置され、負電位が印加されるコンバージョンダイノードと、
前記筐体内に配置され、前記コンバージョンダイノードと対向しかつ前記コンバージョンダイノードから放出された二次電子が入射する電子入射面を有するシンチレータと、
前記電子入射面に形成され、正電位が印加される導電層と、
前記二次電子の入射に応じて前記シンチレータで発せられた光を検出する光検出器と、を備え、
前記イオン進入口には、正電位及び負電位が選択的に印加される第1のメッシュが張られており、
前記イオン進入口には、前記第1のメッシュに対して外側に位置するように第2のメッシュが張られており、
前記第2のメッシュには、前記第1のメッシュに印加される電位よりも絶対値が小さくなるように、かつ前記第1のメッシュに印加される電位と極性が逆となるように、正電位及び負電位が選択的に印加されることを特徴とするイオン検出装置。 - 正イオン及び負イオンを検出するイオン検出装置であって、
前記正イオン及び前記負イオンを進入させるイオン進入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置され、負電位が印加されるコンバージョンダイノードと、
前記筐体内に配置され、前記コンバージョンダイノードと対向しかつ前記コンバージョンダイノードから放出された二次電子が入射する電子入射面を有するシンチレータと、
前記電子入射面に形成され、正電位が印加される導電層と、
前記二次電子の入射に応じて前記シンチレータで発せられた光を検出する光検出器と、を備え、
前記筐体内には、前記コンバージョンダイノード及び前記導電層に対して前記イオン進入口側に位置するように、かつ、前記イオン進入口側から見た場合に、前記コンバージョンダイノードと前記導電層とが対向する方向に略直交する方向において前記イオン進入口を挟むように、前記筐体と同電位とされる一対の電極部材が配置されていることを特徴とするイオン検出装置。 - 正イオン及び負イオンを検出するイオン検出装置であって、
前記正イオン及び前記負イオンを進入させるイオン進入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置され、負電位が印加されるコンバージョンダイノードと、
前記筐体内に配置され、前記コンバージョンダイノードと対向しかつ前記コンバージョンダイノードから放出された二次電子が入射する電子入射面を有するシンチレータと、
前記電子入射面に形成され、正電位が印加される導電層と、
前記二次電子の入射に応じて前記シンチレータで発せられた光を検出する光検出器と、を備え、
前記筐体には、前記シンチレータが接続された一端、及び前記光検出器が接続された他端を有するライトガイドが貫通しており、
前記ライトガイドにおける前記一端側の第1の部分は、第1の導電膜に覆われ、
前記ライトガイドにおける前記他端側の第2の部分は、第2の導電膜に覆われ、
前記ライトガイドにおける前記第1の部分と前記第2の部分との間の第3の部分は、絶縁膜に覆われていることを特徴とするイオン検出装置。 - 前記第3の部分は、前記絶縁膜を介して第3の導電膜に覆われていることを特徴とする請求項6記載のイオン検出装置。
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