JPH0421304B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0421304B2 JPH0421304B2 JP60179807A JP17980785A JPH0421304B2 JP H0421304 B2 JPH0421304 B2 JP H0421304B2 JP 60179807 A JP60179807 A JP 60179807A JP 17980785 A JP17980785 A JP 17980785A JP H0421304 B2 JPH0421304 B2 JP H0421304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- converter
- electron
- deflection electrode
- ion detector
- 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.)
- Expired
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、質量分析計などに使用されるイオン
検出器に関する。
検出器に関する。
(ロ) 従来技術とその問題点
従来の飛行時間形質量分析計には、そのイオン
検出器としてマイクロチヤンネルプレートを用い
たものがある。
検出器としてマイクロチヤンネルプレートを用い
たものがある。
このマイクロチヤンネルプレートに対して試料
から放出されたイオンをそのまま衝突させてイオ
ンを検出する場合には、特に入射するイオンが低
速で高質量のものであると、わずかな二次電子し
か放出されないので検出効率が極端に悪くなる。
このため、従来技術では、マイクロチヤンネルプ
レートの手前に電子放出効率の高いコンバータ板
を配置し、試料から放出されたイオンをまずこの
コンバータ板に衝突させ、これにより励起されて
発生する二次電子をマイクロチヤンネルプレート
で検出することでイオンの検出効率を高めるよう
にしたものがある。このようなイオン検出器とし
ては、第２図に示すように、マイクロチヤンネル
プレートMCPの手前に複数のコンバータ板Ｃを
ブラインド状に配置し、いわゆるベネチアンブラ
インド形コンバータ付きイオン検出器がある。
から放出されたイオンをそのまま衝突させてイオ
ンを検出する場合には、特に入射するイオンが低
速で高質量のものであると、わずかな二次電子し
か放出されないので検出効率が極端に悪くなる。
このため、従来技術では、マイクロチヤンネルプ
レートの手前に電子放出効率の高いコンバータ板
を配置し、試料から放出されたイオンをまずこの
コンバータ板に衝突させ、これにより励起されて
発生する二次電子をマイクロチヤンネルプレート
で検出することでイオンの検出効率を高めるよう
にしたものがある。このようなイオン検出器とし
ては、第２図に示すように、マイクロチヤンネル
プレートMCPの手前に複数のコンバータ板Ｃを
ブラインド状に配置し、いわゆるベネチアンブラ
インド形コンバータ付きイオン検出器がある。
ところが、このベネチアンブラインド形コンバ
ータ付きのイオン検出器を飛行時間形質量分析計
に使用した場合には、第３図に示すように、コン
バータ板Ｃがイオンの飛行方向に対して一定の傾
斜角度θで配置されているため、試料から同一時
刻に発生した同一質量のイオンでもコンバータ板
Ｃに衝突する場所によつて飛行距離に差△ｌを生
じ、その結果、マイクロチヤンネルプレートで検
出される二次電子の入射時間が異なつてきて質量
分解能が低下するという不具合を生じる。
ータ付きのイオン検出器を飛行時間形質量分析計
に使用した場合には、第３図に示すように、コン
バータ板Ｃがイオンの飛行方向に対して一定の傾
斜角度θで配置されているため、試料から同一時
刻に発生した同一質量のイオンでもコンバータ板
Ｃに衝突する場所によつて飛行距離に差△ｌを生
じ、その結果、マイクロチヤンネルプレートで検
出される二次電子の入射時間が異なつてきて質量
分解能が低下するという不具合を生じる。
この不具合を解消するために、従来は、第４図
に示すようなイオン検出器が提案されている。こ
のイオン検出器では、コンバータ板Ｃをイオンの
入射方向に対して垂直に配置するとともに、紙面
に垂直方向に磁場をかけ、コンバータ板Ｃから発
生された二次電子をマイクロチヤンネルプレート
MCPに導くように構成している。このようにコ
ンバータ板Ｃをイオンの入射方向に対して垂直に
配置すれば、試料から同一時刻に発生した同一質
量のイオンに対してコンバータ板までの飛行距離
が等しくなるので質量分解能をある程度まで高め
ることが可能となる。
に示すようなイオン検出器が提案されている。こ
のイオン検出器では、コンバータ板Ｃをイオンの
入射方向に対して垂直に配置するとともに、紙面
に垂直方向に磁場をかけ、コンバータ板Ｃから発
生された二次電子をマイクロチヤンネルプレート
MCPに導くように構成している。このようにコ
ンバータ板Ｃをイオンの入射方向に対して垂直に
配置すれば、試料から同一時刻に発生した同一質
量のイオンに対してコンバータ板までの飛行距離
が等しくなるので質量分解能をある程度まで高め
ることが可能となる。
ところが、上記のような構成では、磁場を発生
するために大きな磁石が必要となり、しかも、検
出感度を高めるためにコンバータ板の面積を大き
くするとマイクロチヤンネルプレートの有効面積
もこれに応じて大きくせねばならず、装置全体が
大型化するという難点がある。
するために大きな磁石が必要となり、しかも、検
出感度を高めるためにコンバータ板の面積を大き
くするとマイクロチヤンネルプレートの有効面積
もこれに応じて大きくせねばならず、装置全体が
大型化するという難点がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、質量分解能が高く、しかも、簡単で
コンパクトな構造であるにもかかわらず検出感度
の大きいイオン検出器を提供することを目的とす
る。
のであつて、質量分解能が高く、しかも、簡単で
コンパクトな構造であるにもかかわらず検出感度
の大きいイオン検出器を提供することを目的とす
る。
(ハ) 問題点を解決するための手段
本発明のイオン検出器は、上記の目的を達成す
るために、イオンの入射方向に対して垂直に配置
したイオン電子変換用のコンバータ板を備え、こ
のコンバータ板に直交して電子偏向電極板を配置
するとともに、この電子偏向電極板の対向位置
に、電子増倍手段を設ける一方、前記コンバータ
板の対向位置に第１メツシユを配置するととも
に、電子偏向電極板の対向位置であつて電子増倍
手段の前面に第２メツシユを配置し、前記コンバ
ータ板、前記電子偏向電極板および前記第１、第
２メツシユに電圧を印加して電場を形成するよう
にしている。
るために、イオンの入射方向に対して垂直に配置
したイオン電子変換用のコンバータ板を備え、こ
のコンバータ板に直交して電子偏向電極板を配置
するとともに、この電子偏向電極板の対向位置
に、電子増倍手段を設ける一方、前記コンバータ
板の対向位置に第１メツシユを配置するととも
に、電子偏向電極板の対向位置であつて電子増倍
手段の前面に第２メツシユを配置し、前記コンバ
ータ板、前記電子偏向電極板および前記第１、第
２メツシユに電圧を印加して電場を形成するよう
にしている。
(ニ) 作用
イオンの入射方向に対して垂直にコンバータ板
が配置されているので、入射したイオンは飛行時
間に差を生じることなくコンバータ板に衝突す
る。これにより発生した二次電子は、コンバータ
板、電子偏向電極板および第１、第２メツシユに
より形成された電位分布によるレンズ効果によつ
て電子偏向電極板に対向して配置された電子増倍
手段に効率良く収束される。
が配置されているので、入射したイオンは飛行時
間に差を生じることなくコンバータ板に衝突す
る。これにより発生した二次電子は、コンバータ
板、電子偏向電極板および第１、第２メツシユに
より形成された電位分布によるレンズ効果によつ
て電子偏向電極板に対向して配置された電子増倍
手段に効率良く収束される。
(ホ) 実施例
第１図は、本発明の実施例に係るイオン検出器
の平面断面図である。同図において、符号１はイ
オン検出器、２は断面逆Ｌ字形の金属板である。
この金属板２は、イオンの入射方向に垂直に配置
された対向壁４と、この対向壁４に直交する平行
壁６と、上記対向壁６から平行壁６に平行して突
出した突出壁８とが一体形成されてなる。そし
て、対向壁４の内面にイオン電子変換用として電
子放出効率に優れたCu・Be合金板を酸化してな
るコンバータ板１０が固着されており、また、平
行壁６が電子偏向電極板６とされる。
の平面断面図である。同図において、符号１はイ
オン検出器、２は断面逆Ｌ字形の金属板である。
この金属板２は、イオンの入射方向に垂直に配置
された対向壁４と、この対向壁４に直交する平行
壁６と、上記対向壁６から平行壁６に平行して突
出した突出壁８とが一体形成されてなる。そし
て、対向壁４の内面にイオン電子変換用として電
子放出効率に優れたCu・Be合金板を酸化してな
るコンバータ板１０が固着されており、また、平
行壁６が電子偏向電極板６とされる。
１２，１４は電場形成用として対向壁４と平行
壁６との各対向位置にそれぞれ配置された第１、
第２メツシであり、これらの第１、第２メツシユ
１２，１４と上記金属板２とで囲まれた内部が電
場形成用の空間部１５とされる。
壁６との各対向位置にそれぞれ配置された第１、
第２メツシであり、これらの第１、第２メツシユ
１２，１４と上記金属板２とで囲まれた内部が電
場形成用の空間部１５とされる。
１６は第１メツシユ１２の外方に配置されたシ
ールド用メツシユ、１８は電子偏向電極板６の対
向して第２メツシユ１４の外方に配置された電子
増倍手段としてのマイクロチヤンネルプレートで
ある。
ールド用メツシユ、１８は電子偏向電極板６の対
向して第２メツシユ１４の外方に配置された電子
増倍手段としてのマイクロチヤンネルプレートで
ある。
イオン検出器１の各部に印加する電圧は、本例
では次のように設定されている。電子偏向電極板
６を含む金属板２、コンバータ板１０および第１
メツシユ１２は共に負極性の同じ電圧が、第２メ
ツシユ１４は負極性で絶対的に金属板２への印加
電圧よりも小さい電圧がそれぞれ印加され、ま
た、シールド用メツシユ１６はアース電位に設定
される。このように各部における電圧を設定すれ
ば、空間部１５における電位分布Ｅは図中破線で
示されるようになる。
では次のように設定されている。電子偏向電極板
６を含む金属板２、コンバータ板１０および第１
メツシユ１２は共に負極性の同じ電圧が、第２メ
ツシユ１４は負極性で絶対的に金属板２への印加
電圧よりも小さい電圧がそれぞれ印加され、ま
た、シールド用メツシユ１６はアース電位に設定
される。このように各部における電圧を設定すれ
ば、空間部１５における電位分布Ｅは図中破線で
示されるようになる。
したがつて、図外の試料から放出されたイオン
がシールド用メツシユ１６、第１メツシユ１２を
通過して空間部１５に入射すると、入射したイオ
ンはコンバータ板１０に衝突する。この場合、イ
オンの入射方向に対して垂直にコンバータ板１０
が配置されているので、入射したイオンは飛行時
間に差を生じることがない。コンバータ板１０に
イオンが衝突すると、コンバータ板１０からは、
このイオンに励起されて二次電子が放出される。
この発生した二次電子は、空間部１５内に形成さ
れた電位分布Ｅによるレンズ効果によつてマイク
ロチヤンネルプレート１８に効率良く収束され
る。なお、イオンがコンバータ板１０に衝突する
位置によつてコンバータ板１０から発生した二次
電子がマイクロチヤンネルプレート１８に到達す
るまでの飛行距離に差を生じるが、二次電子の移
動速度はイオンに比較するとはるかに大きいため
に、分解能へ影響をほとんど及ぼさない。
がシールド用メツシユ１６、第１メツシユ１２を
通過して空間部１５に入射すると、入射したイオ
ンはコンバータ板１０に衝突する。この場合、イ
オンの入射方向に対して垂直にコンバータ板１０
が配置されているので、入射したイオンは飛行時
間に差を生じることがない。コンバータ板１０に
イオンが衝突すると、コンバータ板１０からは、
このイオンに励起されて二次電子が放出される。
この発生した二次電子は、空間部１５内に形成さ
れた電位分布Ｅによるレンズ効果によつてマイク
ロチヤンネルプレート１８に効率良く収束され
る。なお、イオンがコンバータ板１０に衝突する
位置によつてコンバータ板１０から発生した二次
電子がマイクロチヤンネルプレート１８に到達す
るまでの飛行距離に差を生じるが、二次電子の移
動速度はイオンに比較するとはるかに大きいため
に、分解能へ影響をほとんど及ぼさない。
この実施例では電子増倍手段としてマイクロチ
ヤンネルプレートを使用しているが、これに限定
されるものではなく、その他、たとえば光電子増
倍管とシンチレータとを組み合わせて構成するこ
ともできる。また、この実施例では空間部１５は
上下に開放しているが、上下にも金属板を設け二
次電子の収束効率を高めることもできる。また、
電子偏向電極板６を金属板２と別体に構成し、コ
ンバータ板１０、電子偏向電極板６、第１、第２
メツシユに個別に所定の電圧を印加して電位分布
を任意に調整できるようにしてもよい。さらに、
二次電子の収束効率を高めるためには、突出壁８
を設ける方がより好ましいが、これを省略するこ
とも可能である。
ヤンネルプレートを使用しているが、これに限定
されるものではなく、その他、たとえば光電子増
倍管とシンチレータとを組み合わせて構成するこ
ともできる。また、この実施例では空間部１５は
上下に開放しているが、上下にも金属板を設け二
次電子の収束効率を高めることもできる。また、
電子偏向電極板６を金属板２と別体に構成し、コ
ンバータ板１０、電子偏向電極板６、第１、第２
メツシユに個別に所定の電圧を印加して電位分布
を任意に調整できるようにしてもよい。さらに、
二次電子の収束効率を高めるためには、突出壁８
を設ける方がより好ましいが、これを省略するこ
とも可能である。
一方、このイオン検出器１は、飛行時間形質量
分析計に適用できる他、四重極形質量分析計や磁
場形質量分析計のイオン検出器としても使用する
ことができる。また、コンバータ板１０と電子偏
向電極板６とに印加する電圧を負の高電圧にすれ
ば、Post Acceleration Detectorとして使用す
ることも可能となる。
分析計に適用できる他、四重極形質量分析計や磁
場形質量分析計のイオン検出器としても使用する
ことができる。また、コンバータ板１０と電子偏
向電極板６とに印加する電圧を負の高電圧にすれ
ば、Post Acceleration Detectorとして使用す
ることも可能となる。
(ヘ) 効果
以上のように本発明によれば、コンバータ板が
イオンの入射方向に対して垂直に配置されている
ため、飛行時間形の質量分析装置のイオン検出器
として使用した場合にも高い分解能が得られる。
また、電子偏向電極板によるレンズ効果によりコ
ンバータ板で発生した二次電子を電子増倍手段に
効率良く収束することができるので、簡単な構造
であるにもかかわらず検出感度を大きくすること
が可能となる等の優れた効果が発揮される。
イオンの入射方向に対して垂直に配置されている
ため、飛行時間形の質量分析装置のイオン検出器
として使用した場合にも高い分解能が得られる。
また、電子偏向電極板によるレンズ効果によりコ
ンバータ板で発生した二次電子を電子増倍手段に
効率良く収束することができるので、簡単な構造
であるにもかかわらず検出感度を大きくすること
が可能となる等の優れた効果が発揮される。
第１図は本発明の実施例のイオン検出器の平面
断面図、第２図は従来のベネチアンブラインド形
コンバータを用いたイオン検出器の構成図、第３
図は第２図のイオン検出器における入射イオンの
飛行距離差の説明図、第４図は従来の他のイオン
検出器の構成図である。 １…イオン検出器、６…電子偏向電極板、１０
…コンバータ板、１８…マイクロチヤンネルプレ
ート。
断面図、第２図は従来のベネチアンブラインド形
コンバータを用いたイオン検出器の構成図、第３
図は第２図のイオン検出器における入射イオンの
飛行距離差の説明図、第４図は従来の他のイオン
検出器の構成図である。 １…イオン検出器、６…電子偏向電極板、１０
…コンバータ板、１８…マイクロチヤンネルプレ
ート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオンの入射方向に対して垂直に配置したイ
オン電子変換用のコンバータ板を備え、このコン
バータ板に直交して電子偏向電極板を配置すると
ともに、この電子偏向電極板の対向位置に電子増
倍手段を設ける一方、前記コンバータ板の対向位
置に第１メツシユを配置するとともに、電子偏向
電極板の対向位置であつて電子増倍手段の前面に
第２メツシユを配置し、前記コンバータ板、前記
電子偏向電極板および前記第１、第２メツシユに
電圧を印加して電場を形成することを特徴とする
イオン検出器。 ２ 電子増倍手段はマイクロチヤンネルプレート
である特許請求の範囲第１項記載のイオン検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179807A JPS6240148A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | イオン検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179807A JPS6240148A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | イオン検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240148A JPS6240148A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH0421304B2 true JPH0421304B2 (ja) | 1992-04-09 |
Family
ID=16072234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60179807A Granted JPS6240148A (ja) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | イオン検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240148A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083987B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1996-01-17 | 株式会社日立製作所 | 質量分析装置の後段加速検知器 |
| US6958474B2 (en) * | 2000-03-16 | 2005-10-25 | Burle Technologies, Inc. | Detector for a bipolar time-of-flight mass spectrometer |
| GB2585814B (en) | 2014-03-31 | 2021-07-07 | Leco Corp | Right angle time-of-flight detector with an extended life time |
-
1985
- 1985-08-15 JP JP60179807A patent/JPS6240148A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240148A (ja) | 1987-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |