JPH01132037A - 粒子ビーム測定装置 - Google Patents
粒子ビーム測定装置Info
- Publication number
- JPH01132037A JPH01132037A JP29085087A JP29085087A JPH01132037A JP H01132037 A JPH01132037 A JP H01132037A JP 29085087 A JP29085087 A JP 29085087A JP 29085087 A JP29085087 A JP 29085087A JP H01132037 A JPH01132037 A JP H01132037A
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- JP
- Japan
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- particle beam
- measurement
- secondary electron
- measured
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要〕
この発明は、荷電粒子、中性粒子、電子等のビーム強度
を測定する粒子ビーム測定装置に関する。
を測定する粒子ビーム測定装置に関する。
従来より、荷電粒子ビームの電流値や中性粒子ビームの
粒子個数等の測定には、ファラデーカップが使用されて
いた。周知の如く、ファラデーカップは、入射粒子をコ
レクタで捕集して、入射粒子の個数を電流値に換算する
もので、粒子ビームの絶対的な強度を測定することがで
きる。
粒子個数等の測定には、ファラデーカップが使用されて
いた。周知の如く、ファラデーカップは、入射粒子をコ
レクタで捕集して、入射粒子の個数を電流値に換算する
もので、粒子ビームの絶対的な強度を測定することがで
きる。
ところで、近年、核融合炉の開発等に伴ってプラズマ計
測用中性粒子分析器の使用頻度が増してきた。この中性
粒子分析器の使用に際しては、分析器の較正用に１０
Ａ〜１０ Ａのレンジで絶対的な強度を測定できる
粒子ビーム測定装置が必要とされる。ところが、ファラ
デーカップを用いた粒子ビーム測定装置では、微小電流
を測定する技術に困難性を伴うことから、１０ Ａ以
下の微小粒子ビームの測定が不可能であり、上述した要
請を満たすことができなかった。
測用中性粒子分析器の使用頻度が増してきた。この中性
粒子分析器の使用に際しては、分析器の較正用に１０
Ａ〜１０ Ａのレンジで絶対的な強度を測定できる
粒子ビーム測定装置が必要とされる。ところが、ファラ
デーカップを用いた粒子ビーム測定装置では、微小電流
を測定する技術に困難性を伴うことから、１０ Ａ以
下の微小粒子ビームの測定が不可能であり、上述した要
請を満たすことができなかった。
そこで、このような用途には、比較的微弱な粒子測定が
可能な二次電子増倍素子を用いることも考えられる。し
かしながら、二次電子増倍素子の場合、その増倍度や検
出効率が個々の素子によって異なることから、入射粒子
数の相対的な比較しかできず、絶対的な粒子ビーム強度
の測定が必要な前述の用途には使用できないという問題
があった。
可能な二次電子増倍素子を用いることも考えられる。し
かしながら、二次電子増倍素子の場合、その増倍度や検
出効率が個々の素子によって異なることから、入射粒子
数の相対的な比較しかできず、絶対的な粒子ビーム強度
の測定が必要な前述の用途には使用できないという問題
があった。
（発明の目的〕
本発明は、このような事情に基づきなされたものであり
、その目的とするところは、広い範囲に１つて絶対的な
粒子ビームの強度を測定できる粒子ビーム測定装置を提
供することにある。
、その目的とするところは、広い範囲に１つて絶対的な
粒子ビームの強度を測定できる粒子ビーム測定装置を提
供することにある。
本発明は、粒子ビーム強度の測定可能な範囲が一部重複
するファラデーカップと二次電子増倍素子とを具備し、
両者のいずれか一方に被測定粒子ビームを選択的に導く
ようにしたことを特徴としている。
するファラデーカップと二次電子増倍素子とを具備し、
両者のいずれか一方に被測定粒子ビームを選択的に導く
ようにしたことを特徴としている。
本発明によれば、測定レンジが一部重複するファラデー
カップと二次電子増倍素子とを備え、しかも両者を選択
的に測定可能としているので、この重複範囲で両者の測
定値の比を取ることによって、二次電子増倍素子の測定
値、すなわち相対的な粒子ビーム強度から絶対的な粒子
ビーム強度への変換を行なうことができる。
カップと二次電子増倍素子とを備え、しかも両者を選択
的に測定可能としているので、この重複範囲で両者の測
定値の比を取ることによって、二次電子増倍素子の測定
値、すなわち相対的な粒子ビーム強度から絶対的な粒子
ビーム強度への変換を行なうことができる。
このため、本発明によれば、ファラデーカップの測定レ
ンジと、二次電子増倍素子の測定レンジとを合わせた、
例えば１０ 〜１０ Ａに及ぶ広い範囲での粒子ビー
ム強度の絶対値測定が可能になる。
ンジと、二次電子増倍素子の測定レンジとを合わせた、
例えば１０ 〜１０ Ａに及ぶ広い範囲での粒子ビー
ム強度の絶対値測定が可能になる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る粒子ビー
ム測定装置について説明する。
ム測定装置について説明する。
第１図は、この測定装置の概略的な構成を示す図である
。すなわち、この測定装置は、一端側に粒子ビーム入射
口１を設けた真空容器２の内部に、被測定粒子ビーム経
路りの上流側から下流側にかけてファラデーカップ３と
、二次電子増倍素子の一つであるマイクロチャネルプレ
ート（以下、ｒＭＣＰＪと略記する）４とを配置して構
成される。
。すなわち、この測定装置は、一端側に粒子ビーム入射
口１を設けた真空容器２の内部に、被測定粒子ビーム経
路りの上流側から下流側にかけてファラデーカップ３と
、二次電子増倍素子の一つであるマイクロチャネルプレ
ート（以下、ｒＭＣＰＪと略記する）４とを配置して構
成される。
子ビームの絶対強度を測定することが可能なもので、一
端側に粒子ビーム入射口５を有する容器６の内部に、粒
子ビームを捕集するすり林状のコレクタ７を配置すると
ともに、このコレクタ７に粒子ビームが当たった際に放
出される二次電子を再びコレクタ７側に押返すためのサ
プレッサ８を設けだものである。これらコレクタ７およ
びサプレッサ８は、絶縁部材９によって支持されている
。
端側に粒子ビーム入射口５を有する容器６の内部に、粒
子ビームを捕集するすり林状のコレクタ７を配置すると
ともに、このコレクタ７に粒子ビームが当たった際に放
出される二次電子を再びコレクタ７側に押返すためのサ
プレッサ８を設けだものである。これらコレクタ７およ
びサプレッサ８は、絶縁部材９によって支持されている
。
コレクタ７には、コレクタ７に捕集された粒子によって
生ずる電流を測定する電流計１０が接続されている。サ
プレッサ８には、コレクタ７に対し例えば負電位に保た
れるべく電源１１が接続されている。
生ずる電流を測定する電流計１０が接続されている。サ
プレッサ８には、コレクタ７に対し例えば負電位に保た
れるべく電源１１が接続されている。
一方、ＭＣＰ４は、電流に換算して１０ 〜１０ Ａ
の粒子ビームをパルス計数できるもので、例えば外径１
５ｍ程度の二次電子増倍用のキャピラリ１Ｇを数万〜数
百万本束ねて構成されている。これらキャピラリ１６で
増倍された電子は、コレクタ１７で捕集され、パルス計
数装置１８で単位時間当りの入射粒子数として測定され
る。
の粒子ビームをパルス計数できるもので、例えば外径１
５ｍ程度の二次電子増倍用のキャピラリ１Ｇを数万〜数
百万本束ねて構成されている。これらキャピラリ１６で
増倍された電子は、コレクタ１７で捕集され、パルス計
数装置１８で単位時間当りの入射粒子数として測定され
る。
これらファラデーカップ３およびＭＣＰ４は、それぞれ
駆動機構２１．２２によって図中上下に可動する構造と
なっている。
駆動機構２１．２２によって図中上下に可動する構造と
なっている。
このように構成された本実施例に係る粒子ビーム測定装
置は、次のように作用する。
置は、次のように作用する。
すなわち、前述したように、ファラデーカップ３の測定
可能な範囲は、第２図中Ａに示すように、１０−１５以
上であり、またＭＣＰ４の測定可能な範囲は、同図中Ｂ
に示すように１０ 〜１０ Ａである。
可能な範囲は、第２図中Ａに示すように、１０−１５以
上であり、またＭＣＰ４の測定可能な範囲は、同図中Ｂ
に示すように１０ 〜１０ Ａである。
したがって、同図中Ｃに示す斜線の領域は、両者が共に
測定可能な範囲となる。
測定可能な範囲となる。
そこで、まず、駆動機構２１によってファラデーカップ
３を被測定粒子ビーム経路り上に配置して、１０ Ａ
程度の感度較正用の粒子ビームを導入し、その絶対強度
を測定する。次に、駆動機構２１を操作してファラデー
カップ３を図中上方に引上げ、被測定粒子ビーム経路り
から外すとともに、駆動機構２２を操作してＭＣＰ４を
同経路り上に配置する。この状態で再び上記感度較正用
粒子ビームの相対的強度をＭＣＰ４で測定する。そして
、この測定値とファラデーカップ３によって測定された
測定値とを比較して、ＭＣＰ４の感度較正をする。
３を被測定粒子ビーム経路り上に配置して、１０ Ａ
程度の感度較正用の粒子ビームを導入し、その絶対強度
を測定する。次に、駆動機構２１を操作してファラデー
カップ３を図中上方に引上げ、被測定粒子ビーム経路り
から外すとともに、駆動機構２２を操作してＭＣＰ４を
同経路り上に配置する。この状態で再び上記感度較正用
粒子ビームの相対的強度をＭＣＰ４で測定する。そして
、この測定値とファラデーカップ３によって測定された
測定値とを比較して、ＭＣＰ４の感度較正をする。
以上によって測定の準備が完了する。
そして、実際の測定時には、通常はファラデーカップ３
が被測定粒子ビーム経路り上に配置されるが、その出力
が観測できない程の微小電流のビ−ムに対しては、ファ
ラデーカップ３を経路り上から除去して、ＭＣＰ４によ
る測定を行なう。たとえば、ファラデーカップ３で荷電
粒子を測定する場合には、コレクタ７に衝突した荷電粒
子が電流値として検出される。この時、コレクタ７から
は二次電子が放出され、コレクタ７に流れる電流が見掛
は上増えるが、負電位に保たれたサプレッサ８が、この
二次電子をコレクタ７側に押返すので、二次電子放出に
よる誤差は相殺される。一方、被測定粒子が中性粒子ビ
ームである場合には、サプレッサ８の電位をコレクタ７
の電位よりも正電位に保つようにする。このようにすれ
ば、コレクタ７への衝突によって生ずる二次電子は、サ
プレッサ８で測定され、別に測定したコレクタ７におけ
る二次電子放出率を考慮して電流値に換算した入射粒子
数が求められる。
が被測定粒子ビーム経路り上に配置されるが、その出力
が観測できない程の微小電流のビ−ムに対しては、ファ
ラデーカップ３を経路り上から除去して、ＭＣＰ４によ
る測定を行なう。たとえば、ファラデーカップ３で荷電
粒子を測定する場合には、コレクタ７に衝突した荷電粒
子が電流値として検出される。この時、コレクタ７から
は二次電子が放出され、コレクタ７に流れる電流が見掛
は上増えるが、負電位に保たれたサプレッサ８が、この
二次電子をコレクタ７側に押返すので、二次電子放出に
よる誤差は相殺される。一方、被測定粒子が中性粒子ビ
ームである場合には、サプレッサ８の電位をコレクタ７
の電位よりも正電位に保つようにする。このようにすれ
ば、コレクタ７への衝突によって生ずる二次電子は、サ
プレッサ８で測定され、別に測定したコレクタ７におけ
る二次電子放出率を考慮して電流値に換算した入射粒子
数が求められる。
このように、本実施例によれば、１０ Ａ以上の粒子
ビームの絶対的な強度が測定可能となる。
ビームの絶対的な強度が測定可能となる。
なお、上記実施例では、二次電子増倍素子としてＭ Ｃ
Ｐを用いたが、他のチャネル形二次電子増倍素子はもと
より、多段ダイノード形等の二次電子増倍素子を用いる
ようにしても良い。また、ファラデーカップ、二次電子
増倍素子を固定して被測定粒子ビームの経路を変えるよ
うにしても良い。
Ｐを用いたが、他のチャネル形二次電子増倍素子はもと
より、多段ダイノード形等の二次電子増倍素子を用いる
ようにしても良い。また、ファラデーカップ、二次電子
増倍素子を固定して被測定粒子ビームの経路を変えるよ
うにしても良い。
第１図は本発明の一実施例に係る粒子ビーム測定装置の
概略構成を示す縦断面図、第２図は同装置によって測定
可能な粒子ビーム絶対強度の範囲を示す特性図である。 ２・・・真空容器、３・・・ファラデーカップ、４・・
・ＭＣＰ、７・・・コレクタ、８・・・サプレッサ、９
・・・絶縁部材、１６・・・キャピラリ、１７・・・コ
レクタ、１８・・・パルス計数装置、２１．２２・・・
駆動機構。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
概略構成を示す縦断面図、第２図は同装置によって測定
可能な粒子ビーム絶対強度の範囲を示す特性図である。 ２・・・真空容器、３・・・ファラデーカップ、４・・
・ＭＣＰ、７・・・コレクタ、８・・・サプレッサ、９
・・・絶縁部材、１６・・・キャピラリ、１７・・・コ
レクタ、１８・・・パルス計数装置、２１．２２・・・
駆動機構。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 粒子ビーム強度の測定可能な範囲が一部重複するファラ
デーカップと二次電子増倍素子とを具備するとともに、
被測定粒子ビームを前記ファデーカップまたは前記二次
電子増倍素子のいずれか一方に選択的に導く手段を具備
してなることを特徴とする粒子ビーム測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290850A JP2647102B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 粒子ビーム測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290850A JP2647102B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 粒子ビーム測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132037A true JPH01132037A (ja) | 1989-05-24 |
| JP2647102B2 JP2647102B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17761293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62290850A Expired - Fee Related JP2647102B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 粒子ビーム測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647102B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220970B2 (en) | 2004-12-17 | 2007-05-22 | Thermo Electron (Bremen) Gmbh | Process and device for measuring ions |
| GB2421841B (en) * | 2004-12-17 | 2009-12-30 | Thermo Electron | Process and device for measuring ions |
| CN114779311A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-22 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种防溅射法拉第筒及其制备方法 |
| CN117877959A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-04-12 | 华中科技大学 | 微小电子束用电子计数装置、电子计数系统及其测量方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127686A (ja) * | 1973-04-05 | 1974-12-06 | ||
| JPS5241583A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-31 | Hitachi Ltd | Ion detecting device for mass analyzer |
| JPS5960855A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-06 | Shimadzu Corp | 二重収束型質量分析装置 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP62290850A patent/JP2647102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127686A (ja) * | 1973-04-05 | 1974-12-06 | ||
| JPS5241583A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-31 | Hitachi Ltd | Ion detecting device for mass analyzer |
| JPS5960855A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-06 | Shimadzu Corp | 二重収束型質量分析装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220970B2 (en) | 2004-12-17 | 2007-05-22 | Thermo Electron (Bremen) Gmbh | Process and device for measuring ions |
| GB2421841B (en) * | 2004-12-17 | 2009-12-30 | Thermo Electron | Process and device for measuring ions |
| CN114779311A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-22 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种防溅射法拉第筒及其制备方法 |
| CN117877959A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-04-12 | 华中科技大学 | 微小电子束用电子计数装置、电子计数系统及其测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2647102B2 (ja) | 1997-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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