JPS62241251A - Multislit mass spectrometer - Google Patents
Multislit mass spectrometerInfo
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- JPS62241251A JPS62241251A JP61083606A JP8360686A JPS62241251A JP S62241251 A JPS62241251 A JP S62241251A JP 61083606 A JP61083606 A JP 61083606A JP 8360686 A JP8360686 A JP 8360686A JP S62241251 A JPS62241251 A JP S62241251A
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Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は磁場によるイオン収束展開面に複数のスリット
を有するマルチスリットを配置するようにしたマルチス
リット型質問分析装置の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a multi-slit type interrogation analyzer in which a multi-slit having a plurality of slits is arranged on an ion focusing and development surface by a magnetic field.
［従来技術］
マルチスリット型質問分析装置の一例が例えば特開昭５
７−２３４５７＠に記載されている。この質量分析装置
では、試料イオンを質量電荷比に応じて収束面上に収束
展開させるための磁場と、該収束面後方にイオンの展開
方向に沿って配列される多数の微小イオン検出器と、上
記磁場とイオン検出器列との間の上記収束面上に配置さ
れ、イオンの展開方向に並べられた複数のスリットを有
するマルチスリット板とを備えている。上記イオン検出
器はチャンネルプレートと、該チャンネルプレー１〜の
後方に配置される微小コレクタ電極群とから構成されて
いる。[Prior art] An example of a multi-slit type question analysis device is the Japanese Patent Application Laid-open No. 5
7-23457@. This mass spectrometer includes a magnetic field for focusing sample ions on a focusing surface according to their mass-to-charge ratio, and a large number of micro ion detectors arranged along the direction of ion development behind the focusing surface. and a multi-slit plate having a plurality of slits arranged on the convergence surface between the magnetic field and the ion detector array and arranged in the direction of ion development. The ion detector is composed of a channel plate and a group of minute collector electrodes arranged behind the channel plate 1.
Ｌ発明が解決しようとする問題点］
ところが、このようなマルチスリット型質問分析装置で
は、マルチスリットを通過したイＡンビ−ムは、高さ約
２ ｍｍ、幅０，１ｍｎ＋Ｐｉ！ｒｆの非常に細いビー
ムであるため、これをチャンネルプレートへそのまま入
射させると、チャンネルプレートの狭い部分に高い密度
でイオンが入射することになり、非常に少ないイオン電
流でチャンネルプレートのイオン入射部分が飽和してし
まい、測定におけ葛ダイナミックレンジが非常に狭くな
ってしまうことが判明した。[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a multi-slit type question analysis device, the beam passing through the multi-slits has a height of about 2 mm and a width of 0.1 mm+Pi! Since it is a very narrow rf beam, if it is directly incident on the channel plate, the ions will be incident at a high density in the narrow part of the channel plate, and the ion incident part of the channel plate will be injected with a very small ion current. It was found that this resulted in saturation and the dynamic range in measurements became extremely narrow.
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、ダイナミ
ックレンジが広いマルチスリット型質問分析装置を提供
することを目的としている。The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a multi-slit type question analysis device with a wide dynamic range.
ｒ問題点を解決するための手段１
この目的を達成するため、本発明においては、イオンを
質量電荷比に応じて収束面上に収束展開させるだめの磁
場と、該収束面上に配置されイオンの展開方向にＮ個の
スリットを配列したマルチスリット板と、該マルチスリ
ット板の各スリブ１へを通過したイオンビームが別個に
入射するにう該マルチスリット板に沿って配列されるＮ
個の微小ダイノードと、該ダイノードから発生した荷電
粒子が異なった領域に入射するマルチチャンネルプレー
トと、該マルチチャンネルプレートの異なった領域から
出力される二次電子を別個に検出するための手段を設け
ると共に、前記各微小ダイノードと前記マルチスリット
板との距離を、隣接する微小ダイノード同士で異なるよ
うに設定したことを特徴としている。Means for Solving Problem 1 In order to achieve this objective, the present invention provides a magnetic field for converging and expanding ions on a convergence surface according to their mass-to-charge ratio, and a magnetic field for converging and expanding ions on a convergence surface in accordance with the mass-to-charge ratio. A multi-slit plate in which N slits are arranged in the development direction, and N slits arranged along the multi-slit plate so that the ion beam that has passed through each slit 1 of the multi-slit plate is separately incident.
A multi-channel plate in which charged particles generated from the dynode are incident on different regions, and a means for separately detecting secondary electrons output from different regions of the multi-channel plate are provided. In addition, the distance between each of the micro dynodes and the multi-slit plate is set to be different between adjacent micro dynodes.
［作用］
本発明においては、Ｎ個のマルチスリットを通過したイ
オンビームは、マルチスリット板に沿って配置されるＮ
個の微小ダイノードによって別個に荷電粒子例えば二次
電子に変換されるが、各微小ダイノードとマルチスリッ
ト板との距離は、隣接する微小ダイノード同士で異なる
ように設定されているため、各微小ダイノードから発生
した二次電子はマルチチャンネルプレートの異なった領
域に入射する。そして、各領域に入射して増幅された二
次電子はＮ個のアノードにより別個に検出される。[Operation] In the present invention, the ion beam that has passed through N multi-slits is
Charged particles such as secondary electrons are separately converted by each micro dynode, but since the distance between each micro dynode and the multi-slit plate is set to be different between adjacent micro dynodes, The generated secondary electrons are incident on different areas of the multi-channel plate. The secondary electrons incident on each region and amplified are detected separately by N anodes.
以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳説する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail using the drawings.
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示すマルチスリット型質問
分析装置の概略図、第２図はそのＡ−Ａ断面図である。[Example] Fig. 1 is a schematic diagram of a multi-slit type question analysis device showing an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a sectional view taken along line A-A thereof.
両図において、１は図示しない電場と共にマッターホ・
ヘルツオーク型質量分析系を構成づる一様磁場で、この
磁場に入射する試料イオン２は、質量電荷比に応じて分
散され、磁場の出射面近傍の収束面Ｐ上にスペクトルと
して展開される。In both figures, 1 is Matterho along with an electric field (not shown).
In the uniform magnetic field that constitutes the Hertz-Oak mass spectrometry system, the sample ions 2 that are incident on this magnetic field are dispersed according to their mass-to-charge ratio, and are developed as a spectrum on a convergence plane P near the exit plane of the magnetic field.
この収束面上にはマルチスリット板３が配置されている
。上記マルチスリット板３には、無機元素１ｉ“〜Ｕ２
３９の範囲のイオンの検出が可能なように、質量数６〜
２３３のイオンが到達する位置に合計２３３個のスリッ
ト８６〜８２３８が設置ノられている。そのためには、
イオンの磁場１への入射点から質量数ｍｉのスリットま
での距離Ｑｉを、ｋを定数として、ｃｌｉ ＝に８訂に
設定すれば良い。A multi-slit plate 3 is arranged on this converging surface. The multi-slit plate 3 contains inorganic elements 1i"~U2
Mass number 6 to 39 is possible to detect ions in the range of
A total of 233 slits 86 to 8238 are installed at positions where 233 ions reach. for that purpose,
The distance Qi from the point of incidence of ions into the magnetic field 1 to the slit of mass number mi may be set to cli=8, where k is a constant.
このマルチスリット板３を通過したイオンビームは、そ
の後方に配置されるマルチダイノード４に入射し、別個
に二次電子に変換される。マルチダイノード４は、各ス
リットに対応する微小ダイノードＤ６〜Ｄ２３８を金属
アームＡ６〜Ａ２３８によってベース電極Ｂに一列に固
定した構造を持つ。The ion beam that has passed through this multi-slit plate 3 is incident on a multi-dynode 4 placed behind it and is separately converted into secondary electrons. The multi-dynode 4 has a structure in which minute dynodes D6 to D238 corresponding to each slit are fixed in a line to the base electrode B by metal arms A6 to A238.
この金属アームとして２種類の長さのものが交互に用い
られており、それにより、各微小ダイノードとマルチス
リット板との距離が、隣同士のダイノードの間で異なる
ように設定されている。Metal arms of two different lengths are used alternately, so that the distance between each micro dynode and the multi-slit plate is set to be different between adjacent dynodes.
５はマルチダイノードの下方に配置されるマルチチャン
ネルプレートで、各ダイノードから発生した二次電子が
異なった場所に入射し、増幅される。このマルチチャン
ネルプレートの更に下方には、各ダイノードから発生し
マルチチャンネルプレートの異なった場所で増幅された
二次電子を別個に検出するためのマルチアノード６が配
置されている。Reference numeral 5 denotes a multi-channel plate disposed below the multi-dynode, in which secondary electrons generated from each dynode are incident on different locations and amplified. Further below the multi-channel plate, a multi-anode 6 is arranged for separately detecting secondary electrons generated from each dynode and amplified at different locations on the multi-channel plate.
７はマルチチャンネルプレートの入出力面間に増幅用の
電界を発生させるための電源、８，９はバイアス電源で
ある。7 is a power source for generating an electric field for amplification between the input and output surfaces of the multi-channel plate, and 8 and 9 are bias power sources.
上述の如き構成において、マルチスリット板３の各スリ
ット８６〜８２３８を通過した各イオンビーム（正イオ
ン）は、バイアス電源８によって負電位に保たれている
マルチダイノード４に向い、各スリットを通過したイオ
ンビームが到達するように位置設定された各微小ダイノ
ードＤ６〜Ｄ２３８へ夫々別個に入射する。このイオン
ビームの衝撃により各ダイノードＤ６〜Ｄ２３８から発
生した二次電子Ｅ６〜Ｅ２３８は、マルチチャンネルプ
レート５へ引かれてその入力面に入射し、増幅される。In the configuration as described above, each ion beam (positive ion) that passed through each slit 86 to 8238 of the multi-slit plate 3 was directed to the multi-dynode 4 maintained at a negative potential by the bias power supply 8, and passed through each slit. The ion beam is separately incident on each of the micro dynodes D6 to D238, which are positioned so that the ion beam can reach them. Secondary electrons E6 to E238 generated from each dynode D6 to D238 by the impact of the ion beam are drawn to the multichannel plate 5, enter the input surface thereof, and are amplified.
第３図はこのマルチチャンネルプレート５の入力面にお
ける二次電子の入射状態を示し、この図から分るように
、各ダイノードから発生した二次電子は広がったビーム
として入力面の広い領域に入射している。そのため、細
いイオンビームをマルチチャンネルプレートの限られた
狭い領域に入（ト）させていた従来に比べ、マルチチャ
ンネルプレートの飽和が少なくなり、ダイナミックレン
ジを広げることができる。Figure 3 shows the incident state of secondary electrons on the input surface of the multi-channel plate 5. As can be seen from this figure, the secondary electrons generated from each dynode enter a wide area of the input surface as a spread beam. are doing. Therefore, compared to the conventional method in which a narrow ion beam is entered into a limited and narrow area of a multi-channel plate, the saturation of the multi-channel plate is reduced and the dynamic range can be expanded.
しかも、本発明においては、このように二次電子が広が
っても、各ダイノードとマルチスリット３との距離が隣
同士のダイノードの間で異なるように設定されているた
め、マルチチャンネルプレート５の入力面上で隣同士の
ダイノードから発生した二次電子が同じ領域に入射する
ことがなく、従って各ダイノードから発生した二次電子
はマルチチャンネルプレート５によって別個に増幅され
ることになる。Moreover, in the present invention, even if the secondary electrons spread in this way, the distance between each dynode and the multi-slit 3 is set to be different between adjacent dynodes, so that the input of the multi-channel plate 5 is Secondary electrons generated from dynodes adjacent to each other on the surface do not enter the same area, and therefore the secondary electrons generated from each dynode are amplified separately by the multichannel plate 5.
そし−て、このようにして別個に増幅された二次電子は
、マルチチャンネルプレート５を出射し、各ダイノード
に対応して配列された各アノードによって検出され、Ａ
６からＡ２３８までの各アノードの出力電流を読取れば
、質量スペクトルデータが得られる。The secondary electrons amplified separately in this way exit the multi-channel plate 5 and are detected by each anode arranged corresponding to each dynode.
Mass spectral data can be obtained by reading the output current of each anode from A238 to A238.
第４図は、マルチダイノード４に印加するポテンシャル
の極性を切換えることにより、負イオンをも検出できる
ようにした実施例を示し、負イオンを検出する際には、
マルチダイノードには電源１０より正のポテンシャルを
印加する。このよう−７＝
にすれば、マルチスリット３を通過した負イオンをダイ
ノードに衝突させ正のイオンに変換することができ、こ
の正イオンをマルチチャンネルプレート５へ導入して検
出することができる。FIG. 4 shows an embodiment in which negative ions can also be detected by switching the polarity of the potential applied to the multi-dynode 4.
A positive potential is applied from a power source 10 to the multi-dynode. By setting −7= in this way, the negative ions that have passed through the multi-slit 3 can collide with the dynode and be converted into positive ions, and these positive ions can be introduced into the multi-channel plate 5 and detected.
第５図はアームとして３種類の長さのものを用い、マル
チスリット３と各微小ダイノードとの距離を３段階に変
えた実施例を示す。このにうにすれば、第６図に示すよ
うに二次電子をマルチチャンネルプレート５の広い範囲
に分散できる。従って、飽和を更に防ぐため各ダイノー
ドからの二次電子を更に広げた状態でマルチチャンネル
プレート５に入射させても、異なったダイノードからの
二次電子が重なり合うことがない。FIG. 5 shows an embodiment in which arms of three different lengths are used and the distance between the multi-slit 3 and each micro dynode is changed in three steps. By doing this, the secondary electrons can be dispersed over a wide range of the multi-channel plate 5, as shown in FIG. Therefore, even if the secondary electrons from each dynode are further spread out and incident on the multi-channel plate 5 in order to further prevent saturation, the secondary electrons from different dynodes will not overlap.
尚、マルチチャンネルプレート５から出射した二次電子
を別個に検出する手段は、上記実施例のようなマルチア
ノードに限らない。例えば、マルチチャンネルプレート
５の出射面に電子−光変換面を配置して光に変換し、そ
の光を光検出器で別個に検出するようにしても良い。Note that the means for separately detecting the secondary electrons emitted from the multi-channel plate 5 is not limited to the multi-anode as in the above embodiment. For example, an electron-optical conversion surface may be arranged on the output surface of the multi-channel plate 5 to convert the light into light, and the light may be separately detected by a photodetector.
［効果］
以上詳述した如く、本発明によれば、ダイナミックレン
ジの広いマルチスリット型質問分析装置が実現される。[Effects] As detailed above, according to the present invention, a multi-slit question analysis device with a wide dynamic range is realized.
第１図は本発明の一実施例を示すマルチスリット型質量
分、折装置の概略図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３
図及び第６図はマルチチャンネルプレート５への二次電
子の入射状態を示す図、第４図及び第５図は夫々本発明
の他の実施例を示す図である。
１ニ一様磁場 ２：試料イオン
３：マルチスリット板
４：マルチダイノード
５：マルチチャンネルプレート
６：マルチアノードFig. 1 is a schematic diagram of a multi-slit mass folding device showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along line A-A, and Fig.
6 and 6 are diagrams showing the incident state of secondary electrons to the multi-channel plate 5, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing other embodiments of the present invention, respectively. 1 Uniform magnetic field 2: Sample ion 3: Multi-slit plate 4: Multi-dynode 5: Multi-channel plate 6: Multi-anode
Claims (1)
ための磁場と、該収束面上に配置されイオンの展開方向
にＮ個のスリットを配列したマルチスリット板と、該マ
ルチスリット板の各スリットを通過したイオンビームが
別個に入射するよう該マルチスリット板に沿って配列さ
れるＮ個の微小ダイノードと、該ダイノードから発生し
た荷電粒子が異なつた領域に入射するマルチチャンネル
プレートと、該マルチチャンネルプレートの異なった領
域から出力される二次電子を別個に検出するための手段
を設けると共に、前記各微小ダイノードと前記マルチス
リット板との距離を、隣接する微小ダイノード同士で異
なるように設定したことを特徴とするマルチスリット型
質問分析装置。A magnetic field for converging and deploying ions on a convergence surface according to the mass-to-charge ratio, a multi-slit plate arranged on the convergence surface and having N slits arranged in the ion deployment direction, and each of the multi-slit plates. N micro dynodes arranged along the multi-slit plate so that the ion beams passing through the slits are incident separately; a multi-channel plate on which charged particles generated from the dynodes are incident on different areas; Means for separately detecting secondary electrons output from different regions of the channel plate is provided, and the distance between each of the micro dynodes and the multi-slit plate is set to be different between adjacent micro dynodes. A multi-slit question analysis device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61083606A JPS62241251A (en) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | Multislit mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61083606A JPS62241251A (en) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | Multislit mass spectrometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62241251A true JPS62241251A (en) | 1987-10-21 |
Family
ID=13807142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61083606A Pending JPS62241251A (en) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | Multislit mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62241251A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021248178A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Adaptas Solutions Pty Ltd | Improved ion conversion plate |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP61083606A patent/JPS62241251A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021248178A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Adaptas Solutions Pty Ltd | Improved ion conversion plate |
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