JPH1114571A - 光イオン化質量分析装置 - Google Patents
光イオン化質量分析装置Info
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- JPH1114571A JPH1114571A JP9166843A JP16684397A JPH1114571A JP H1114571 A JPH1114571 A JP H1114571A JP 9166843 A JP9166843 A JP 9166843A JP 16684397 A JP16684397 A JP 16684397A JP H1114571 A JPH1114571 A JP H1114571A
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- laser
- geometrical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光イオン化質量分析装置の全検出効率の向上を
図る。 【解決手段】幾何学的焦点１１を共有する楕円球面ミラ
ー１０，幾何学的焦点１１の一つにパルスレーザビーム
７が集光するように配置されたレーザ装置６、および、
レンズ１２，試料にパルスイオンビーム３を照射させる
イオンガン２，質量分析装置９などにより構成されレー
ザビームのパルスを試料上の同一位置を繰り返し通過さ
せることにより、パルスの重ね合わせによるレーザ強度
の増大によりイオン化効率を増大させる。
図る。 【解決手段】幾何学的焦点１１を共有する楕円球面ミラ
ー１０，幾何学的焦点１１の一つにパルスレーザビーム
７が集光するように配置されたレーザ装置６、および、
レンズ１２，試料にパルスイオンビーム３を照射させる
イオンガン２，質量分析装置９などにより構成されレー
ザビームのパルスを試料上の同一位置を繰り返し通過さ
せることにより、パルスの重ね合わせによるレーザ強度
の増大によりイオン化効率を増大させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光イオン化質量分
析装置に関する。
析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、試料中の元素の種類の決定に
使用される測定装置として質量分析装置があり、そのな
かで、試料にイオンビームを照射することによりスパッ
タされる中性粒子をレーザ光によりイオン化し、生成す
るイオンを質量分析する光イオン化質量分析装置が知ら
れている。この光イオン化質量分析法は、試料にイオン
ビームを照射する際、試料より放出される中性粒子が同
時に試料より放出される二次イオンに比べて少なくとも
二，三桁数が多いため、二次イオンの質量スペクトルを
測定することにより元素の種類を決定する二次イオン質
量分析法に比べて感度が格段に向上することが期待され
ている。
使用される測定装置として質量分析装置があり、そのな
かで、試料にイオンビームを照射することによりスパッ
タされる中性粒子をレーザ光によりイオン化し、生成す
るイオンを質量分析する光イオン化質量分析装置が知ら
れている。この光イオン化質量分析法は、試料にイオン
ビームを照射する際、試料より放出される中性粒子が同
時に試料より放出される二次イオンに比べて少なくとも
二，三桁数が多いため、二次イオンの質量スペクトルを
測定することにより元素の種類を決定する二次イオン質
量分析法に比べて感度が格段に向上することが期待され
ている。
【０００３】図２は従来の光イオン化質量分析装置の原
理を説明する図である。以下でその原理を説明する。分
析試料１にイオンガン２から射出されるイオンビーム３
を照射すると、分析試料１より中性粒子４と二次イオン
５が放出される。中性粒子４に、レーザ装置６よりレー
ザビーム７を照射させると中性粒子４が光励起によりイ
オン化され、光イオン８が生成する。光イオン８を質量
分析計９に導入し質量スペクトルを測定することによ
り、試料１の質量分析を行う。
理を説明する図である。以下でその原理を説明する。分
析試料１にイオンガン２から射出されるイオンビーム３
を照射すると、分析試料１より中性粒子４と二次イオン
５が放出される。中性粒子４に、レーザ装置６よりレー
ザビーム７を照射させると中性粒子４が光励起によりイ
オン化され、光イオン８が生成する。光イオン８を質量
分析計９に導入し質量スペクトルを測定することによ
り、試料１の質量分析を行う。
【０００４】光イオン化質量分析法では、スパッタされ
た中性粒子にレーザビームを照射させてイオン化を行う
が、中性粒子を１光子のみでイオン化して高感度の分析
を行うには現在市販されているレーザでは出力不足であ
る。そこで、中性粒子をレーザ光により、一つ、ない
し、複数の励起状態を経て段階的にイオン化する、つま
り、中性粒子を多光子イオン化する方法がとられてい
る。このとき高感度分析が可能であると期待されるレー
ザ出力を得るためには、連続発振のレーザでは全く出力
が足りないため、尖頭出力の高いパルス発振のレーザが
用いられている。
た中性粒子にレーザビームを照射させてイオン化を行う
が、中性粒子を１光子のみでイオン化して高感度の分析
を行うには現在市販されているレーザでは出力不足であ
る。そこで、中性粒子をレーザ光により、一つ、ない
し、複数の励起状態を経て段階的にイオン化する、つま
り、中性粒子を多光子イオン化する方法がとられてい
る。このとき高感度分析が可能であると期待されるレー
ザ出力を得るためには、連続発振のレーザでは全く出力
が足りないため、尖頭出力の高いパルス発振のレーザが
用いられている。
【０００５】ところで、光イオン化質量分析法では、そ
の検出効率は、試料面より放出された中性粒子のうちレ
ーザ照射を受ける割合（レーザ照射率），レーザ照射を
受けた中性粒子のうちレーザ光によりイオン化される割
合（イオン化効率）、および、イオン化された中性粒子
のうち質量分析計に検出される割合の積によって与えら
れる。パルスレーザを使用した場合、レーザビームの直
径が大きくなるとレーザ照射率が増大するが、レーザビ
ームの出力密度が低下するためイオン化効率が減少する
ので、最適なレーザビームの直径のときに分析の検出効
率が最大になることが知られている。しかし、分析対象
の元素の種類によっては、現在市販されている最高出力
のパルスレーザを用いてレーザビーム径を最適値にとっ
ても、なお出力が十分でないため高い検出効率を得るこ
とが困難な状況にある。
の検出効率は、試料面より放出された中性粒子のうちレ
ーザ照射を受ける割合（レーザ照射率），レーザ照射を
受けた中性粒子のうちレーザ光によりイオン化される割
合（イオン化効率）、および、イオン化された中性粒子
のうち質量分析計に検出される割合の積によって与えら
れる。パルスレーザを使用した場合、レーザビームの直
径が大きくなるとレーザ照射率が増大するが、レーザビ
ームの出力密度が低下するためイオン化効率が減少する
ので、最適なレーザビームの直径のときに分析の検出効
率が最大になることが知られている。しかし、分析対象
の元素の種類によっては、現在市販されている最高出力
のパルスレーザを用いてレーザビーム径を最適値にとっ
ても、なお出力が十分でないため高い検出効率を得るこ
とが困難な状況にある。
【０００６】上記問題点に対して以下の三つの方法が考
案されてきた。
案されてきた。
【０００７】一番目の方法（特開昭62−170841号）を図
３で説明すると、試料１より放出された中性粒子４を内
壁が反射率の高い物質でコーティングされたイオン化室
１６に貫通させ、イオン化室１６の入射孔１７よりレー
ザ光７を入射させる。この方法では、レーザ光がイオン
化室１６の内壁により繰り返し反射するのでレーザ照射
を受ける中性粒子の数が増大し、生成する光イオンの割
合が増加する。
３で説明すると、試料１より放出された中性粒子４を内
壁が反射率の高い物質でコーティングされたイオン化室
１６に貫通させ、イオン化室１６の入射孔１７よりレー
ザ光７を入射させる。この方法では、レーザ光がイオン
化室１６の内壁により繰り返し反射するのでレーザ照射
を受ける中性粒子の数が増大し、生成する光イオンの割
合が増加する。
【０００８】二番目の方法（特開平2−119040 号）を図
４で説明すると、レーザ共振器を構成する２枚の全反射
ミラー２５と２７の間に光イオン化の領域２０を設け、
レーザ共振器内部のレーザ光７を光イオン化に利用す
る。この方法では、全反射ミラー１枚と一部透過ミラー
１枚からなるレーザ共振器から一部透過ミラーを通じて
レーザ光を取り出して光イオン化に利用していた従来の
方法に比べて、利用されるレーザ光の強度が格段に高
い。また共振器ミラーによる損失が小さいため複数回の
レーザ光の往復でレーザ光が減衰しにくいのでパルス幅
が長い。したがって、生成する光イオンの数が増大す
る。
４で説明すると、レーザ共振器を構成する２枚の全反射
ミラー２５と２７の間に光イオン化の領域２０を設け、
レーザ共振器内部のレーザ光７を光イオン化に利用す
る。この方法では、全反射ミラー１枚と一部透過ミラー
１枚からなるレーザ共振器から一部透過ミラーを通じて
レーザ光を取り出して光イオン化に利用していた従来の
方法に比べて、利用されるレーザ光の強度が格段に高
い。また共振器ミラーによる損失が小さいため複数回の
レーザ光の往復でレーザ光が減衰しにくいのでパルス幅
が長い。したがって、生成する光イオンの数が増大す
る。
【０００９】三番目の方法（特開平3−165447 号）を図
５で説明すると、レーザ装置６とチャンバ２９の間に表
面からの入射については透過、裏面からの入射について
は反射となるハーフミラー２８を表面がレーザ装置６に
向くように配置し、また、チャンバ２９を挟んで反射ミ
ラー２７をハーフミラー２８と対向させて配置する。こ
の方法では、ハーフミラー２８と反射ミラー２７との間
でレーザ光が繰り返し往復するので、中性粒子のレーザ
照射を受ける割合が増え、生成する光イオンの数が増大
する。
５で説明すると、レーザ装置６とチャンバ２９の間に表
面からの入射については透過、裏面からの入射について
は反射となるハーフミラー２８を表面がレーザ装置６に
向くように配置し、また、チャンバ２９を挟んで反射ミ
ラー２７をハーフミラー２８と対向させて配置する。こ
の方法では、ハーフミラー２８と反射ミラー２７との間
でレーザ光が繰り返し往復するので、中性粒子のレーザ
照射を受ける割合が増え、生成する光イオンの数が増大
する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】検出効率向上を目的と
した図３，図４，図５で示される上記従来例には以下の
ような問題点がある。
した図３，図４，図５で示される上記従来例には以下の
ような問題点がある。
【００１１】図３の従来例では、レーザ光は内壁による
反射のたびに異なる経路を通り、レーザ光は広い空間的
領域を広い時間幅にわたって通過する。そのため、質量
分析計のなかでイオン透過率がもっとも高い飛行時間型
質量分析計を使用する場合、イオンの生成時間幅に広が
りがある上に、イオン化領域が広範囲にわたるため、生
成イオンの飛行時間のばらつきが大きくなり質量分解能
が極めて悪くなる。
反射のたびに異なる経路を通り、レーザ光は広い空間的
領域を広い時間幅にわたって通過する。そのため、質量
分析計のなかでイオン透過率がもっとも高い飛行時間型
質量分析計を使用する場合、イオンの生成時間幅に広が
りがある上に、イオン化領域が広範囲にわたるため、生
成イオンの飛行時間のばらつきが大きくなり質量分解能
が極めて悪くなる。
【００１２】図４の従来例では、レーザ装置の内部に光
イオン化質量分析装置を組み込むのは容易なことでな
く、現実的ではない。
イオン化質量分析装置を組み込むのは容易なことでな
く、現実的ではない。
【００１３】図５の従来例では、ハーフミラー２８と反
射ミラー２７をレーザ光の光軸に垂直に配置した場合、
レーザ光の通過位置が一定するが、ハーフミラー２８か
らの戻り光によりレーザ装置６が損傷を受けてしまうと
いう問題点がある。ハーフミラー２８をレーザ光の光軸
に垂直にならないように配置した場合、上記の問題は生
じないが、イオンの生成時間幅に広がりがある上に、レ
ーザ光の通過位置が一定せず、イオン化の領域が広範囲
にわたるため、飛行時間型質量分析計を使用する場合に
は質量分解能が極めて悪くなる。
射ミラー２７をレーザ光の光軸に垂直に配置した場合、
レーザ光の通過位置が一定するが、ハーフミラー２８か
らの戻り光によりレーザ装置６が損傷を受けてしまうと
いう問題点がある。ハーフミラー２８をレーザ光の光軸
に垂直にならないように配置した場合、上記の問題は生
じないが、イオンの生成時間幅に広がりがある上に、レ
ーザ光の通過位置が一定せず、イオン化の領域が広範囲
にわたるため、飛行時間型質量分析計を使用する場合に
は質量分解能が極めて悪くなる。
【００１４】本発明は、上記課題を解決するために考案
されたもので、レーザ光を直線上で往復させることによ
って生じる上記問題点を有さず、検出効率の向上を図る
ことのできる光イオン化質量分析装置を提供することを
目的とする。
されたもので、レーザ光を直線上で往復させることによ
って生じる上記問題点を有さず、検出効率の向上を図る
ことのできる光イオン化質量分析装置を提供することを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、イオンビ
ームを試料に照射することによって生成する中性粒子に
レーザ装置からのレーザ光を照射してその中性粒子をイ
オン化し、生成するイオンを質量分析計に導き質量分析
する光イオン化質量分析装置において、レーザ光が幾何
学的焦点を共有する楕円柱面ミラーによる反射によって
試料上を繰り返して通過するように光学系を構成するこ
とによって達成される。
ームを試料に照射することによって生成する中性粒子に
レーザ装置からのレーザ光を照射してその中性粒子をイ
オン化し、生成するイオンを質量分析計に導き質量分析
する光イオン化質量分析装置において、レーザ光が幾何
学的焦点を共有する楕円柱面ミラーによる反射によって
試料上を繰り返して通過するように光学系を構成するこ
とによって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す光イオン化質量分析装置の装置構成図である。試
料１の斜め上方には、試料１の表面にスパッタ用のパル
ス一次イオンビーム３を照射するためのイオンガン２
が、試料１の直上には光イオン８を検出するための質量
分析計９が設置されている。４はパルス一次イオンビー
ム３を試料１の表面に照射したとき試料１の表面より放
出される中性粒子であり、５は同時に放出される二次イ
オンである。６はレーザ装置でありパルスレーザビーム
７を放出する。１０は幾何学的焦点１１を共有する楕円
球面ミラーである。１２はレンズであり、レーザ装置６
からのレーザビーム７が上記幾何学的焦点１１の一つに
集光され、上記楕円球面ミラー１０による反射光が試料
１の直上を繰り返し通過するように配置されている。
を示す光イオン化質量分析装置の装置構成図である。試
料１の斜め上方には、試料１の表面にスパッタ用のパル
ス一次イオンビーム３を照射するためのイオンガン２
が、試料１の直上には光イオン８を検出するための質量
分析計９が設置されている。４はパルス一次イオンビー
ム３を試料１の表面に照射したとき試料１の表面より放
出される中性粒子であり、５は同時に放出される二次イ
オンである。６はレーザ装置でありパルスレーザビーム
７を放出する。１０は幾何学的焦点１１を共有する楕円
球面ミラーである。１２はレンズであり、レーザ装置６
からのレーザビーム７が上記幾何学的焦点１１の一つに
集光され、上記楕円球面ミラー１０による反射光が試料
１の直上を繰り返し通過するように配置されている。
【００１７】以上のように構成した第１の実施の形態の
作用を図６をも参照しつつ説明する。
作用を図６をも参照しつつ説明する。
【００１８】楕円には、楕円の幾何学的焦点の一つを通
る直線の楕円曲線での反射によって得られる直線が楕円
のもう一つの幾何学的焦点を必ず通るという性質があ
る。そのため、幾何光学では、レンズなどでレーザビー
ム７を楕円球面ミラー１０の幾何学的焦点１１の一つに
集光するように入射させると、レーザビーム７中のどの
光線も楕円球面ミラー１０の幾何学的焦点１１を通るの
で、それぞれの光線の楕円球面ミラー１０によるどの反
射光も楕円球面ミラー１０のもう一つの幾何学的焦点１
１を通る。つまり、楕円球面ミラー１０による反射ビー
ムももう一つの幾何学的焦点１１に集光される。その反
射ビームもまた楕円球面ミラー１０により反射され、一
つめの幾何学的焦点１１に集光される。この反射は繰り
返され、何度反射してもレーザビーム７は楕円球面の二
つの幾何学的焦点１１に集光されるように伝播する。し
かも、幾何学的焦点を通る直線は楕円曲面による反射の
度に二つの幾何学的焦点を通る直線に次第に近づいてい
くという幾何学的性質があるので、レーザビーム７は楕
円球面ミラー１０による数回の反射の後に上記二つの幾
何学的焦点１１を通る直線上を往復するようになる。
る直線の楕円曲線での反射によって得られる直線が楕円
のもう一つの幾何学的焦点を必ず通るという性質があ
る。そのため、幾何光学では、レンズなどでレーザビー
ム７を楕円球面ミラー１０の幾何学的焦点１１の一つに
集光するように入射させると、レーザビーム７中のどの
光線も楕円球面ミラー１０の幾何学的焦点１１を通るの
で、それぞれの光線の楕円球面ミラー１０によるどの反
射光も楕円球面ミラー１０のもう一つの幾何学的焦点１
１を通る。つまり、楕円球面ミラー１０による反射ビー
ムももう一つの幾何学的焦点１１に集光される。その反
射ビームもまた楕円球面ミラー１０により反射され、一
つめの幾何学的焦点１１に集光される。この反射は繰り
返され、何度反射してもレーザビーム７は楕円球面の二
つの幾何学的焦点１１に集光されるように伝播する。し
かも、幾何学的焦点を通る直線は楕円曲面による反射の
度に二つの幾何学的焦点を通る直線に次第に近づいてい
くという幾何学的性質があるので、レーザビーム７は楕
円球面ミラー１０による数回の反射の後に上記二つの幾
何学的焦点１１を通る直線上を往復するようになる。
【００１９】以上のように、幾何学的効果のため、レー
ザビーム７は、楕円球面ミラー１０による数回の反射の
後、２枚の楕円球面ミラー１０の間の二つの幾何学的焦
点１１を通る直線上を往復するようになる。したがっ
て、２枚の楕円球面ミラー１０の間の間隔が、レーザの
パルス幅の時間内に光が進む距離に比べて短い場合、一
つのパルスは二つの幾何学的焦点１１を通る直線上で重
なる。これはパルスを重ね合わせない従来の場合より光
の強度が増大することを意味するので、光イオンの単位
時間あたりの生成数が従来に比べて多くなる。したがっ
て、検出効率が大幅に向上する上に、従来の場合と違っ
て光イオンの生成位置がほぼ一定するので、質量分析計
として飛行時間型質量分析計を利用するとき、従来より
質量分解能が向上することになる。また、楕円球面ミラ
ーを使用するため、レーザ装置６への戻り光がない。
ザビーム７は、楕円球面ミラー１０による数回の反射の
後、２枚の楕円球面ミラー１０の間の二つの幾何学的焦
点１１を通る直線上を往復するようになる。したがっ
て、２枚の楕円球面ミラー１０の間の間隔が、レーザの
パルス幅の時間内に光が進む距離に比べて短い場合、一
つのパルスは二つの幾何学的焦点１１を通る直線上で重
なる。これはパルスを重ね合わせない従来の場合より光
の強度が増大することを意味するので、光イオンの単位
時間あたりの生成数が従来に比べて多くなる。したがっ
て、検出効率が大幅に向上する上に、従来の場合と違っ
て光イオンの生成位置がほぼ一定するので、質量分析計
として飛行時間型質量分析計を利用するとき、従来より
質量分解能が向上することになる。また、楕円球面ミラ
ーを使用するため、レーザ装置６への戻り光がない。
【００２０】なお、上の説明では、レーザ光を楕円球面
の幾何学的焦点に集光させるためにレンズ１２を用いて
いるが、レンズではなく球面の凹面ミラーにより、レー
ザ光を反射させて楕円球面の幾何学的焦点に集光させて
もよい。また、２枚の楕円球面ミラーを用いているが、
レーザビームを上記説明の通り直線上を往復させること
ができるのなら、部分的にかけている１枚の楕円柱面ミ
ラーや複数枚の楕円球面ミラーを用いてもよい。
の幾何学的焦点に集光させるためにレンズ１２を用いて
いるが、レンズではなく球面の凹面ミラーにより、レー
ザ光を反射させて楕円球面の幾何学的焦点に集光させて
もよい。また、２枚の楕円球面ミラーを用いているが、
レーザビームを上記説明の通り直線上を往復させること
ができるのなら、部分的にかけている１枚の楕円柱面ミ
ラーや複数枚の楕円球面ミラーを用いてもよい。
【００２１】第２の実施の形態は、図７で示されてお
り、第１の実施の形態との違いは楕円球面ミラーの代わ
りに楕円柱面ミラー１３が用いられる点である。楕円柱
面ミラー１３は、図８で示されるように、その垂直断面
が幾何学的焦点１１を共有する楕円曲線の二つの部分に
なるものであり、レーザビーム７は、楕円柱面ミラー１
３のすべての垂直断面の幾何学的焦点より構成される線
分１４上の１点１１に集光するように、一垂直断面１５
内を伝播するように入射される。この実施の形態におい
ても、図８で示されるように、レーザビーム７は楕円柱
面ミラー１３による数回の反射の後、幾何学的焦点１１
を通る直線上を往復するようになる。しかも、２枚の楕
円柱面ミラー１３の間の間隔が、レーザのパルス幅の時
間内に光が進む距離に比べて短い場合には、一つのパル
スは二つの幾何学的焦点１１を通る直線上で重なるの
で、第１の実施の形態と同様な作用がある。
り、第１の実施の形態との違いは楕円球面ミラーの代わ
りに楕円柱面ミラー１３が用いられる点である。楕円柱
面ミラー１３は、図８で示されるように、その垂直断面
が幾何学的焦点１１を共有する楕円曲線の二つの部分に
なるものであり、レーザビーム７は、楕円柱面ミラー１
３のすべての垂直断面の幾何学的焦点より構成される線
分１４上の１点１１に集光するように、一垂直断面１５
内を伝播するように入射される。この実施の形態におい
ても、図８で示されるように、レーザビーム７は楕円柱
面ミラー１３による数回の反射の後、幾何学的焦点１１
を通る直線上を往復するようになる。しかも、２枚の楕
円柱面ミラー１３の間の間隔が、レーザのパルス幅の時
間内に光が進む距離に比べて短い場合には、一つのパル
スは二つの幾何学的焦点１１を通る直線上で重なるの
で、第１の実施の形態と同様な作用がある。
【００２２】なお、第１の実施の形態と同様に、レンズ
１２ではなく球面の凹面ミラーにより、レーザ光を反射
させて楕円柱面ミラー１３の幾何学的焦点１１に集光さ
せてもよいし、レーザビーム７が幾何学焦点１１を通る
直線を往復するのなら、楕円柱面ミラーは２枚に限る必
要はなく、部分的にかけた１枚のものや複数枚のもので
もよい。また、上の説明ではレーザ光は楕円柱の一垂直
断面１５内を伝播するように入射させるとしているが、
幾何学的焦点からなる上記線分１４の１点に集光するよ
うにレーザ光７を入射させるのなら、上記垂直断面１５
に平行に入射しなくてもよい。ただし、この場合は、上
記楕円柱面ミラー１３による数回の反射によって、レー
ザビーム７は一直線上を往復するようにはならないが、
上記幾何学焦点１１からなる２本の線分１４を含む平面
内で走査するような伝播のしかたをするようになり、レ
ーザ照射率が増大し、検出効率が向上する。
１２ではなく球面の凹面ミラーにより、レーザ光を反射
させて楕円柱面ミラー１３の幾何学的焦点１１に集光さ
せてもよいし、レーザビーム７が幾何学焦点１１を通る
直線を往復するのなら、楕円柱面ミラーは２枚に限る必
要はなく、部分的にかけた１枚のものや複数枚のもので
もよい。また、上の説明ではレーザ光は楕円柱の一垂直
断面１５内を伝播するように入射させるとしているが、
幾何学的焦点からなる上記線分１４の１点に集光するよ
うにレーザ光７を入射させるのなら、上記垂直断面１５
に平行に入射しなくてもよい。ただし、この場合は、上
記楕円柱面ミラー１３による数回の反射によって、レー
ザビーム７は一直線上を往復するようにはならないが、
上記幾何学焦点１１からなる２本の線分１４を含む平面
内で走査するような伝播のしかたをするようになり、レ
ーザ照射率が増大し、検出効率が向上する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、レーザ装置から放
出されたパルスレーザビームは、試料上の同一位置を繰
り返し通過しパルス重ね合わせにより光の強度が増して
イオン化効率が増大するか、試料上の同一面内を走査す
るように通過しレーザ照射率が増大するかによって、全
検出効率が向上して、分析感度がよくなる。
出されたパルスレーザビームは、試料上の同一位置を繰
り返し通過しパルス重ね合わせにより光の強度が増して
イオン化効率が増大するか、試料上の同一面内を走査す
るように通過しレーザ照射率が増大するかによって、全
検出効率が向上して、分析感度がよくなる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す装置構成図。
【図２】光イオン化質量分析装置の原理の説明図。
【図３】光イオンの数を増大することを試みた従来例を
示す構成図。
示す構成図。
【図４】光イオンの数を増大することを試みた従来例を
示す構成図。
示す構成図。
【図５】光イオンの数を増大することを試みた従来例を
示す構成図。
示す構成図。
【図６】楕円曲線による光の反射を説明する図。
【図７】本発明の一実施の形態を示す装置構成図。
【図８】レーザ光の楕円柱面ミラーへの入射方法の説明
図。
図。
１…試料、２…イオンガン、３…一次イオンビーム、４
…中性粒子、５…二次イオン、６…レーザ装置、７…レ
ーザビーム、８…光イオン、９…質量分析計、１０…楕
円球面ミラー、１１…幾何学的焦点、１２…レンズ、１
３…楕円柱面ミラー、１４…幾何学的焦点からなる線
分、１５…一楕円柱の垂直断面、１６…イオン化室、１
７…レーザ入射孔、１８…収束レンズ、１９…電極、２
０…イオン化領域、２１…光イオン、２２…引き出し電
極、２３…収束レンズ、２４…イオン検出器、２５…全
反射ミラー、２６…レーザ媒質、２７…全反射ミラー、
２８…ハーフミラー、２９…真空チャンバ、３０…レー
ザ入射用窓。
…中性粒子、５…二次イオン、６…レーザ装置、７…レ
ーザビーム、８…光イオン、９…質量分析計、１０…楕
円球面ミラー、１１…幾何学的焦点、１２…レンズ、１
３…楕円柱面ミラー、１４…幾何学的焦点からなる線
分、１５…一楕円柱の垂直断面、１６…イオン化室、１
７…レーザ入射孔、１８…収束レンズ、１９…電極、２
０…イオン化領域、２１…光イオン、２２…引き出し電
極、２３…収束レンズ、２４…イオン検出器、２５…全
反射ミラー、２６…レーザ媒質、２７…全反射ミラー、
２８…ハーフミラー、２９…真空チャンバ、３０…レー
ザ入射用窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 49/10 Ｈ０１Ｊ 49/10
Claims (5)
- 【請求項１】イオンビームを試料に照射することによっ
て生成する中性粒子にレーザ装置からのレーザ光を照射
してその中性粒子をイオン化し、生成するイオンを質量
分析計に導き質量分析する光イオン化質量分析装置にお
いて、幾何学的焦点を共有する楕円球面ミラ−を少なく
とも１枚以上、および、上記レーザ光を上記幾何学的焦
点の一つに集光させるための光学素子を具備し、上記楕
円球面の二つの上記幾何学的焦点の間にイオン化の領域
を設けることを特徴とする光イオン化質量分析装置。 - 【請求項２】イオンビームを試料に照射することによっ
て生成する中性粒子にレーザ装置からのレーザ光を照射
してその中性粒子をイオン化し、生成するイオンを質量
分析計に導き質量分析する光イオン化質量分析装置にお
いて、垂直断面が、楕円曲線の楕円柱面ミラー、あるい
は、幾何学焦点を共有する楕円曲線の複数の部分になる
楕円柱面ミラーを少なくとも１枚以上、および、上記レ
ーザ光を上記楕円柱面のすべての垂直断面の幾何学的焦
点より構成される２本の線分上の任意の点に集光させる
ための光学素子を具備し、上記２本の線分の間にイオン
化の領域を設けることを特徴とする光イオン化質量分析
装置。 - 【請求項３】請求項１記載の光イオン化質量分析装置に
おいて、上記レーザ光を上記幾何学的焦点の一つに集光
させるためのレンズを具備したことを特徴とする光イオ
ン化質量分析装置。 - 【請求項４】請求項２記載の光イオン化質量分析装置に
おいて、上記レーザ光を上記線分上の任意の点に集光さ
せるためのレンズを具備したことを特徴とする光イオン
化質量分析装置。 - 【請求項５】請求項２，４記載の光イオン化質量分析装
置において、レーザ光が上記楕円柱の一垂直断面内を伝
播するようにレーザ光を入射させることを特徴とする光
イオン化質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166843A JPH1114571A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 光イオン化質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166843A JPH1114571A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 光イオン化質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114571A true JPH1114571A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15838688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9166843A Pending JPH1114571A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 光イオン化質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114571A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009170354A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | レーザーイオン化質量分析装置およびレーザーイオン化質量分析方法 |
| JP2015176848A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 株式会社東芝 | スパッタ中性粒子質量分析装置 |
| JP2015179572A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-08 | 株式会社東芝 | スパッタ中性粒子質量分析装置 |
| JP2018156904A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 学校法人 工学院大学 | 質量分析装置および質量分析方法 |
| DE102020120394A1 (de) | 2020-08-03 | 2022-02-03 | Bruker Daltonics GmbH & Co. KG | Desorptions-Ionenquelle mit Dotiergas-unterstützter Ionisierung |
| JP2024091438A (ja) * | 2022-12-23 | 2024-07-04 | 株式会社島津製作所 | イオン発生装置、質量分析装置及びイオン発生方法 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP9166843A patent/JPH1114571A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114068288A (zh) * | 2020-08-03 | 2022-02-18 | 布鲁克·道尔顿有限及两合公司 | 具有掺杂气辅助的电离的解吸离子源 |
| GB2603224A (en) | 2020-08-03 | 2022-08-03 | Bruker Daltonics Gmbh & Co Kg | Desorption ion source with dopant-gas assisted ionization |
| US11527397B2 (en) | 2020-08-03 | 2022-12-13 | Bruker Daltonics GmbH & Co. KG | Desorption ion source with dopant-gas assisted ionization |
| DE102020120394B4 (de) | 2020-08-03 | 2023-10-12 | Bruker Daltonics GmbH & Co. KG | Desorptions-Ionenquelle mit Dotiergas-unterstützter Ionisierung |
| JP2024091438A (ja) * | 2022-12-23 | 2024-07-04 | 株式会社島津製作所 | イオン発生装置、質量分析装置及びイオン発生方法 |
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