JPH03165208A - 位置敏感検出器 - Google Patents
位置敏感検出器Info
- Publication number
- JPH03165208A JPH03165208A JP1305944A JP30594489A JPH03165208A JP H03165208 A JPH03165208 A JP H03165208A JP 1305944 A JP1305944 A JP 1305944A JP 30594489 A JP30594489 A JP 30594489A JP H03165208 A JPH03165208 A JP H03165208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- microchannel plate
- rae
- incident
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば質量分析計の質量スペクトル検出器に
用いられる一次元又は二次元位置敏感検出器に関し、特
に、微量成分の検出に有効な検出器に関する。
用いられる一次元又は二次元位置敏感検出器に関し、特
に、微量成分の検出に有効な検出器に関する。
従来、電子、イオン、Ｘ線等の量子のエネルギー或いは
質量分析器のだめの検出器として、被分析量子の分散面
に一次元若しくは二次元型の位置敏感型検出器を配置し
て、いわゆる同時取込型検出装置系となす場合がある。
質量分析器のだめの検出器として、被分析量子の分散面
に一次元若しくは二次元型の位置敏感型検出器を配置し
て、いわゆる同時取込型検出装置系となす場合がある。
このような位置敏感型検出器を用いる方式は、伝統的な
スリットと単一検出器を用いる方式に比べて単位時間に
取り込める情報が増加するので、都合がよい。
スリットと単一検出器を用いる方式に比べて単位時間に
取り込める情報が増加するので、都合がよい。
しかしながら、このような量子の一次元又は二次元方向
の分布に余りに大きいピークが存在すると、他の微弱で
あるが重要なピークを検出することが困難になる。この
ことを、位置分解能が優れている連続抵抗膜型の電子分
布検出器を写真乾板の代わりに用いたＭａｔｔａｕｃｈ
−Ｈｅｒｚｏｇ型質量分析計を例にとって説明する。第
１図は上記の質量分析計の検出部の断面図であるが、入
射イオン１は、磁場２によって質量／電荷比の異なるイ
オンＭ、ＭＸ 、Ｍ２に分けられて出力平面上に集束す
る。
の分布に余りに大きいピークが存在すると、他の微弱で
あるが重要なピークを検出することが困難になる。この
ことを、位置分解能が優れている連続抵抗膜型の電子分
布検出器を写真乾板の代わりに用いたＭａｔｔａｕｃｈ
−Ｈｅｒｚｏｇ型質量分析計を例にとって説明する。第
１図は上記の質量分析計の検出部の断面図であるが、入
射イオン１は、磁場２によって質量／電荷比の異なるイ
オンＭ、ＭＸ 、Ｍ２に分けられて出力平面上に集束す
る。
その集束面にマイクロチャンネルプレート３を配置して
、それらの強度を電子として増倍し、この増倍された電
子をマイクロチャンネルプレート３の背面に平行に配置
したＲ Ａ Ｅ （Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ａｎｏｄｅ
Ｂｎｃｏｒｄｅｒ）の連続抵抗膜４に入射させる。ＲＡ
Ｅは、第２図にその構成を示したように、連続抵抗膜４
を有し、その両端から流出する電流を増幅器を介して加
算器５と減算器６に入力し、減算器６の出力を加算器５
の出力で割るようにこれらの出力を割算器７に人力させ
、割算器７の出力から連続抵抗膜４に入射した電子の位
置を検出するものである。この位置信号を電算器に取り
込むためにおおよそ０．１ミ！Ｉ秒の時間が必要なため
、計数率の最大は約１０４パルス／秒程度になる。した
がって、微量不純物の測定の場合には、母材元素の強度
が１０’ ｃｐｓ以下になるように入射イオン１の量を
定めなければならない（すなわち、最大ピークの高さを
このように制限しなければならない）。そうすると、−
殻内に濃度の低い不純物元素についてのピークは極めて
低く、充分な強度が得られないため、この不純物を検出
することが困難になるという問題がある。
、それらの強度を電子として増倍し、この増倍された電
子をマイクロチャンネルプレート３の背面に平行に配置
したＲ Ａ Ｅ （Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ａｎｏｄｅ
Ｂｎｃｏｒｄｅｒ）の連続抵抗膜４に入射させる。ＲＡ
Ｅは、第２図にその構成を示したように、連続抵抗膜４
を有し、その両端から流出する電流を増幅器を介して加
算器５と減算器６に入力し、減算器６の出力を加算器５
の出力で割るようにこれらの出力を割算器７に人力させ
、割算器７の出力から連続抵抗膜４に入射した電子の位
置を検出するものである。この位置信号を電算器に取り
込むためにおおよそ０．１ミ！Ｉ秒の時間が必要なため
、計数率の最大は約１０４パルス／秒程度になる。した
がって、微量不純物の測定の場合には、母材元素の強度
が１０’ ｃｐｓ以下になるように入射イオン１の量を
定めなければならない（すなわち、最大ピークの高さを
このように制限しなければならない）。そうすると、−
殻内に濃度の低い不純物元素についてのピークは極めて
低く、充分な強度が得られないため、この不純物を検出
することが困難になるという問題がある。
したがって、本発明はこのような従来の位置敏感検出器
を用いた量子分布検出器の問題点を解決して、入射量子
の一次元又は二次元方向の分布に大きいピークが存在し
ても、他の微弱なピークを検出することができる、一次
元又は二次元位置敏感検出器を提供することを目的きす
る。
を用いた量子分布検出器の問題点を解決して、入射量子
の一次元又は二次元方向の分布に大きいピークが存在し
ても、他の微弱なピークを検出することができる、一次
元又は二次元位置敏感検出器を提供することを目的きす
る。
本発明の一次元又は二次元位置敏感検出器は、検出量子
入射面又はその二次量子入射面に、少なくとも最大入射
ピークの検出を遮断できるように可動微小シャッタを設
けたことを特徴とするものである。
入射面又はその二次量子入射面に、少なくとも最大入射
ピークの検出を遮断できるように可動微小シャッタを設
けたことを特徴とするものである。
一次元又は二次元位置敏感検出器としては、マイクロチ
ャンネルプレートとＲＡ Ｅ （ＲｅｓｉｓｔｉｖｅＡ
ｎｏｄｅ Ｅｎｃｏｒｄｅｒ）からなる検出器を用いる
こともでき、また、マイクロチャンネルプレートと蛍光
板とＣＣＤ （口ｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄａ
ｖｉｃｅ）からなる検出器を用いることもできる。可動
微小シャッタは、前者の場合には、マイクロチャンネル
プレートとＲＡＥの間又はマイクロチャンネルプレート
の入射側に設け、後者の場合には、マイクロチャンネル
プレートと蛍光板の間、蛍光板とＣＣＤの間、又は、マ
イクロチャンネルプレートの入射側に設ける。
ャンネルプレートとＲＡ Ｅ （ＲｅｓｉｓｔｉｖｅＡ
ｎｏｄｅ Ｅｎｃｏｒｄｅｒ）からなる検出器を用いる
こともでき、また、マイクロチャンネルプレートと蛍光
板とＣＣＤ （口ｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄａ
ｖｉｃｅ）からなる検出器を用いることもできる。可動
微小シャッタは、前者の場合には、マイクロチャンネル
プレートとＲＡＥの間又はマイクロチャンネルプレート
の入射側に設け、後者の場合には、マイクロチャンネル
プレートと蛍光板の間、蛍光板とＣＣＤの間、又は、マ
イクロチャンネルプレートの入射側に設ける。
本発明は、このような位置敏感検出器を質量スペクトル
検出器として用いたＭａｔｔａｕｃｈ−Ｈｅｒｚｏｇ型
質量分析計を含むものである。
検出器として用いたＭａｔｔａｕｃｈ−Ｈｅｒｚｏｇ型
質量分析計を含むものである。
一次元又は二次元位置敏感検出器の検出量子入射面又は
その二次量子入射面に、少なくとも最大入射ピークの検
出を遮断できるように可動微小シャッタを設けたので、
最大計数率が低く制限されている検出器、又は、ダイナ
ミック・レンジが小さい検出器によっても、不純物等の
微量成分の検出を困難にする最大入射ピークをカットし
て微量成分の入射量を増やすことができ、微量成分の検
出が容易になる。
その二次量子入射面に、少なくとも最大入射ピークの検
出を遮断できるように可動微小シャッタを設けたので、
最大計数率が低く制限されている検出器、又は、ダイナ
ミック・レンジが小さい検出器によっても、不純物等の
微量成分の検出を困難にする最大入射ピークをカットし
て微量成分の入射量を増やすことができ、微量成分の検
出が容易になる。
次に、前記したような連続抵抗膜型の電子分布検出器を
用いたＭａｔｔａｕｃｈ−Ｈｅｒｚｏｇ型質量分析計を
例にとって、本発明の量子分布検出器を説明する。
用いたＭａｔｔａｕｃｈ−Ｈｅｒｚｏｇ型質量分析計を
例にとって、本発明の量子分布検出器を説明する。
前記したように、第１図は上記の質量分析計の検出部の
断面図であり、入射イオン１は、磁場２によって質量／
電荷比の異なるイオンＭ １、ＭＸ ｓＭ２に分けられ
て出力平面上に集束する。その集束面に配置されたマイ
クロチャンネルプレート３は、それるの強度を電子とし
て増倍し、この増倍された電子はマイクロチャンネルプ
レート３の背面に平行に配置されたＲＡＥ （Ｒｅｓｉ
ｓｔｉｖｅ ＡｎｏｄｅＥｎｃｏｒｄｅｒ）の連続抵抗
膜４に入射する。磁場２によって質量スペクトルに分け
られたイオンの中で、第３図に示すように、例えばＭ
１のピークがずば抜けて高いとする。この場合に、マイ
クロチャンネルプレート３とＲＡＥの連続抵抗膜４の間
ｉこ、このピークを遮断するのに充分な細さの可動微小
シャッタ８を設（す、ピークＭ１の位置にこの可動微小
シャッタ８を移動させてピークＭ＋に対応する電子が連
続抵抗膜４に入射するのを遮断するようにしたものであ
る。なお、第３図において、符号９はＲＡＥの信号演算
回路を示す。
断面図であり、入射イオン１は、磁場２によって質量／
電荷比の異なるイオンＭ １、ＭＸ ｓＭ２に分けられ
て出力平面上に集束する。その集束面に配置されたマイ
クロチャンネルプレート３は、それるの強度を電子とし
て増倍し、この増倍された電子はマイクロチャンネルプ
レート３の背面に平行に配置されたＲＡＥ （Ｒｅｓｉ
ｓｔｉｖｅ ＡｎｏｄｅＥｎｃｏｒｄｅｒ）の連続抵抗
膜４に入射する。磁場２によって質量スペクトルに分け
られたイオンの中で、第３図に示すように、例えばＭ
１のピークがずば抜けて高いとする。この場合に、マイ
クロチャンネルプレート３とＲＡＥの連続抵抗膜４の間
ｉこ、このピークを遮断するのに充分な細さの可動微小
シャッタ８を設（す、ピークＭ１の位置にこの可動微小
シャッタ８を移動させてピークＭ＋に対応する電子が連
続抵抗膜４に入射するのを遮断するようにしたものであ
る。なお、第３図において、符号９はＲＡＥの信号演算
回路を示す。
このような可動微小シャッタ８を設けない場合、前述の
ように、母材Ａに微量不純物Ｘを含んだ試Ｉｔ Ａ −
ｘを分析する時、信号Ａ＋の強度はＸ＋に比べて極端に
大きいので、両者の入射量の和がＩＱ’ ｃｐｓを越え
ないようにすることが必要である。ところが、可動微小
シャッタ８を上記のように配置し、これをＡ＋の位置に
正確に位置調整すると、可動微小シャッタ８を設けない
場合に妨害だったＡ＋の信号を完全にカットできる。す
なわち、最大計数率を制限していた要因が消滅するので
、例えばイオン源側の強度を増して微量信号Ｘ“の計測
に対して最適条件を選び直すことができる。イオン発生
にイオン衝撃を用いるＳ ＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｒａｎ Ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｏｒｏｓｃｏｐｙ）等
においては、−次イオンビームの増減だけでこれに対応
できるので、最も有用な例であろう。
ように、母材Ａに微量不純物Ｘを含んだ試Ｉｔ Ａ −
ｘを分析する時、信号Ａ＋の強度はＸ＋に比べて極端に
大きいので、両者の入射量の和がＩＱ’ ｃｐｓを越え
ないようにすることが必要である。ところが、可動微小
シャッタ８を上記のように配置し、これをＡ＋の位置に
正確に位置調整すると、可動微小シャッタ８を設けない
場合に妨害だったＡ＋の信号を完全にカットできる。す
なわち、最大計数率を制限していた要因が消滅するので
、例えばイオン源側の強度を増して微量信号Ｘ“の計測
に対して最適条件を選び直すことができる。イオン発生
にイオン衝撃を用いるＳ ＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｒａｎ Ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｏｒｏｓｃｏｐｙ）等
においては、−次イオンビームの増減だけでこれに対応
できるので、最も有用な例であろう。
なお、可動微小シャッタ８を検出面から外してしまえば
、ありふれたマイクロチャンネルプレートとＲＡＥから
なる検出系として動作する。
、ありふれたマイクロチャンネルプレートとＲＡＥから
なる検出系として動作する。
以上のマイクロチャンネルプレートとＲＡＥからなる検
出系の例においては、可動微小シャッタ８は必ずしもマ
イクロチャンネルプレート３とＲＡＥの連続抵抗膜４の
中間に配置する必要はなく、マイクロチャンネルプレー
ト３の前方であってもよい。また、可動微小シャッタは
単一の場合を示したが、複数個配置して複数の高いピー
クを遮蔽するようにすることもできる。さらに、二次元
検出器では、同様の原理で、画像を取り込むわけである
が、この手法の変形として、大きさと二次元の位置が可
変のシャッタを配置すれば同様な効果が得られる。
出系の例においては、可動微小シャッタ８は必ずしもマ
イクロチャンネルプレート３とＲＡＥの連続抵抗膜４の
中間に配置する必要はなく、マイクロチャンネルプレー
ト３の前方であってもよい。また、可動微小シャッタは
単一の場合を示したが、複数個配置して複数の高いピー
クを遮蔽するようにすることもできる。さらに、二次元
検出器では、同様の原理で、画像を取り込むわけである
が、この手法の変形として、大きさと二次元の位置が可
変のシャッタを配置すれば同様な効果が得られる。
以上は、質量分析計の検出器をマイクロチャンネルプレ
ートとＲＡＥから構成した場合について説明してきたが
、マイクロチャンネルプレートの後ろに蛍光板を配置し
、ＲＡＥＯ代わりにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｄｅ ｖｉｃｅ）を用いてこれを蛍光板の後ろに
配置して検出器を構成することもできる。ＣＣＤは、一
般に光儒号をアナログ的に蓄積できる型式のものである
が、最大蓄積量と暗電流の比、すなわちダイナミック・
レンジは１０３〜１０４と小さいので、上記と同様に可
動微小シャッタを配置して大きなピークをカットするよ
うにすると、微量成分の検出が容易になり、その効果は
同様に大きい。なお、この場合には、可動微小シャッタ
の配置場所としては、マイクロチャンネルプレートと蛍
光板の間、蛍光板とＣＣＤの間、又は、マイクロチャン
ネルプレートの入射側の何れであってもよい。
ートとＲＡＥから構成した場合について説明してきたが
、マイクロチャンネルプレートの後ろに蛍光板を配置し
、ＲＡＥＯ代わりにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｄｅ ｖｉｃｅ）を用いてこれを蛍光板の後ろに
配置して検出器を構成することもできる。ＣＣＤは、一
般に光儒号をアナログ的に蓄積できる型式のものである
が、最大蓄積量と暗電流の比、すなわちダイナミック・
レンジは１０３〜１０４と小さいので、上記と同様に可
動微小シャッタを配置して大きなピークをカットするよ
うにすると、微量成分の検出が容易になり、その効果は
同様に大きい。なお、この場合には、可動微小シャッタ
の配置場所としては、マイクロチャンネルプレートと蛍
光板の間、蛍光板とＣＣＤの間、又は、マイクロチャン
ネルプレートの入射側の何れであってもよい。
さらに、質量分析計に限らず、電子、イオン、Ｘ線等の
量子のエネルギー或いは質量分析器のための検出器とし
て、被分析量子の分散面に一次元若しくは二次元型の位
置敏感型検出器を配置するものにおいては、上記のよう
に少なくとも最大ピークの検出を遮断するように可動微
小シャッタを配置して、ｖ＆ｌｉ成分の検出を容易にす
ることができる。
量子のエネルギー或いは質量分析器のための検出器とし
て、被分析量子の分散面に一次元若しくは二次元型の位
置敏感型検出器を配置するものにおいては、上記のよう
に少なくとも最大ピークの検出を遮断するように可動微
小シャッタを配置して、ｖ＆ｌｉ成分の検出を容易にす
ることができる。
なお、可動微小シャッタの材質としては、二次的に電子
、イオン等を出さないものなら特に限定されないが、例
えば電子を遮断する場合、カーボン、ベンゼン等があげ
られ、イオンに対しては、金、白金等の貴金属があげら
れる。
、イオン等を出さないものなら特に限定されないが、例
えば電子を遮断する場合、カーボン、ベンゼン等があげ
られ、イオンに対しては、金、白金等の貴金属があげら
れる。
マイクロチャンネルプレートとＲＡＥから構成された検
出器等の最大計数率が低く制限されて、不純物等の微量
成分の検出が困難になるといった問題点、及び、マイク
ロチャンネルプレートと蛍光板とＣＣＤから構成された
検出器等のダイナミック・レンジが小さいため不純物等
の微量成分の検出が困難になるといった問題点が、本発
明に従って設けた可動微小シャッタによって強大なピー
クを形作る信号を局部的にカットすることにより、解決
することができる。
出器等の最大計数率が低く制限されて、不純物等の微量
成分の検出が困難になるといった問題点、及び、マイク
ロチャンネルプレートと蛍光板とＣＣＤから構成された
検出器等のダイナミック・レンジが小さいため不純物等
の微量成分の検出が困難になるといった問題点が、本発
明に従って設けた可動微小シャッタによって強大なピー
クを形作る信号を局部的にカットすることにより、解決
することができる。
第１図は本発明の１実施例の位置敏感検出器を備えた質
量分析計の検出部の断面図、第２図はＲＡＥの構成図、
第３図は本発明によって可動微小シャッタをＲＡＥに設
けた場合を説明するための図である。 １・・・入射イオン、２・・・磁場、３・・・マイクロ
チャンネルプレート、４・・・ＲＡＥの連続抵抗膜、５
・・・加算器、 ６・・・減算器、 ７・・・割算器、 ８・・・可動微小シ ャッタ１ ９・・・ＲＡＥの信号演算回路 出 願 人 日本電子株式会社
量分析計の検出部の断面図、第２図はＲＡＥの構成図、
第３図は本発明によって可動微小シャッタをＲＡＥに設
けた場合を説明するための図である。 １・・・入射イオン、２・・・磁場、３・・・マイクロ
チャンネルプレート、４・・・ＲＡＥの連続抵抗膜、５
・・・加算器、 ６・・・減算器、 ７・・・割算器、 ８・・・可動微小シ ャッタ１ ９・・・ＲＡＥの信号演算回路 出 願 人 日本電子株式会社
Claims (2)
- （１）一次元又は二次元位置敏感検出器の検出量子入射
面又はその二次量子入射面に、少なくとも最大入射ピー
クの検出を遮断できるように可動微小シャッタを設けた
ことを特徴とする位置敏感検出器。 - （２）質量スペクトル検出器として請求項１記載の位置
敏感検出器を用いたことを特徴とするＭａｔｔａｕｃｈ
−Ｈｅｒｚｏｇ型質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305944A JPH03165208A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 位置敏感検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305944A JPH03165208A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 位置敏感検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165208A true JPH03165208A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17951180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1305944A Pending JPH03165208A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 位置敏感検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03165208A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022545651A (ja) * | 2019-08-16 | 2022-10-28 | ルクセンブルク インスティトゥート オブ サイエンス アンド テクノロジー（リスト） | 焦点面検出器 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1305944A patent/JPH03165208A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022545651A (ja) * | 2019-08-16 | 2022-10-28 | ルクセンブルク インスティトゥート オブ サイエンス アンド テクノロジー（リスト） | 焦点面検出器 |
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