JPS5953501B2 - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
- Publication number
- JPS5953501B2 JPS5953501B2 JP53000148A JP14878A JPS5953501B2 JP S5953501 B2 JPS5953501 B2 JP S5953501B2 JP 53000148 A JP53000148 A JP 53000148A JP 14878 A JP14878 A JP 14878A JP S5953501 B2 JPS5953501 B2 JP S5953501B2
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- JP
- Japan
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- ions
- slit
- field device
- passed
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁場により分離されたイオンが入射される検
出器を備えた質量分析装置に係り、特に、分解能の異な
る数種類のスペクトルを電気的操作のみで得るのに好適
な質量分析装置に関する。
出器を備えた質量分析装置に係り、特に、分解能の異な
る数種類のスペクトルを電気的操作のみで得るのに好適
な質量分析装置に関する。
従来の質量分析計の検出器部分の概略構成図を第１図に
示す。
示す。
図において、１０は磁場により分ｊ離されたイオンビー
ム、１２は、該イオンビーム１０の収束面に配設された
、異なる軌道を通るイオンビーム１０を分離するための
単一のスリットが形成されたコレクタスリット、１４、
１５は、コレクタスリット１２を通過したイオンを偏向
するための偏向電極、１６は、偏向電極１４、１５によ
り偏向されたイオンのみを通す単一のスリットが形成さ
れたイオン規制スリット、１８は、イオン規制スリット
１６を通過したイオンを増幅するための２次電子増倍管
、２０は２次電子増倍管２０により増幅された信号を検
出するコレクタである。このような従来の質量分析計に
おいては、磁場で分離されたイオンは磁界を変えること
により、コレクタスリット１２上を横切り、コレクタス
リット１２に入射したイオンは、偏向電極１４、１５で
偏向され、イオン規制スリット１６を通過して、２次電
子増倍管１８で増幅され、コレクタ２０で検出される。
この場合、偏向電極１４、１５によりイオンビームを偏
向しているため、イオンビーム中に含まれる中性粒子や
散乱イ・オンが除去される。このような従来の質量分析
計において、スペクトルの分解能を変えるためには、コ
レクタスリット１２を可変スリットとしたり、或いは固
定スリットを平行移動可能とする等の手段により、コレ
クタスリットの幅を真空外か、ら機械的に変える必要が
あつた。従つて、装置が複雑となるだけでなく、高速で
２つのスペクトル、即ち、イオン電流は少ないが高分解
能のスペクトルと、イオン電流は多いが低分解能のスペ
クトルを切替え測定することは困難であつた。一方、こ
のような欠点を除去するべく、コレクタスリツトに複数
のスリツト幅の異なるスリツトを形成し、それぞれに異
なる検出器を配設した質量分析計も提案されているが、
各スリツト毎に検出器を配設する必要があるため、装置
が極めて高価となるという問題があつた。本発明は、前
記従来の欠点を解消するべくなされたもので、分解能の
異なる数種類のスベクトルを電気的操作によつて得るこ
とのできる質量分析装置を提供することを目的とする。
ム、１２は、該イオンビーム１０の収束面に配設された
、異なる軌道を通るイオンビーム１０を分離するための
単一のスリットが形成されたコレクタスリット、１４、
１５は、コレクタスリット１２を通過したイオンを偏向
するための偏向電極、１６は、偏向電極１４、１５によ
り偏向されたイオンのみを通す単一のスリットが形成さ
れたイオン規制スリット、１８は、イオン規制スリット
１６を通過したイオンを増幅するための２次電子増倍管
、２０は２次電子増倍管２０により増幅された信号を検
出するコレクタである。このような従来の質量分析計に
おいては、磁場で分離されたイオンは磁界を変えること
により、コレクタスリット１２上を横切り、コレクタス
リット１２に入射したイオンは、偏向電極１４、１５で
偏向され、イオン規制スリット１６を通過して、２次電
子増倍管１８で増幅され、コレクタ２０で検出される。
この場合、偏向電極１４、１５によりイオンビームを偏
向しているため、イオンビーム中に含まれる中性粒子や
散乱イ・オンが除去される。このような従来の質量分析
計において、スペクトルの分解能を変えるためには、コ
レクタスリット１２を可変スリットとしたり、或いは固
定スリットを平行移動可能とする等の手段により、コレ
クタスリットの幅を真空外か、ら機械的に変える必要が
あつた。従つて、装置が複雑となるだけでなく、高速で
２つのスペクトル、即ち、イオン電流は少ないが高分解
能のスペクトルと、イオン電流は多いが低分解能のスペ
クトルを切替え測定することは困難であつた。一方、こ
のような欠点を除去するべく、コレクタスリツトに複数
のスリツト幅の異なるスリツトを形成し、それぞれに異
なる検出器を配設した質量分析計も提案されているが、
各スリツト毎に検出器を配設する必要があるため、装置
が極めて高価となるという問題があつた。本発明は、前
記従来の欠点を解消するべくなされたもので、分解能の
異なる数種類のスベクトルを電気的操作によつて得るこ
とのできる質量分析装置を提供することを目的とする。
本発明は、磁場により分離されたイオンが入射される検
出器を備えた質量分析装置において、スリツト幅の異な
る複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、該
コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一スリツ
トを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えることに
よつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置と、
を設けることにより前記目的を達成したものである。
出器を備えた質量分析装置において、スリツト幅の異な
る複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、該
コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一スリツ
トを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えることに
よつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置と、
を設けることにより前記目的を達成したものである。
又、イオンを偏向するための電場装置と、電場装置を通
過したイオンを収束するためのレンズ場装置と、レンズ
場装置を通過したイオンを再び偏向するための磁場装置
と、磁場装置を通過したイオンが入射される検出器と、
を備えた二重収束形の質量分析装置において、スリツト
幅の異なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツ
トと、該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単
一スリツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替え
ることによつて、検出器に導くことができる電気的偏向
装置とを設け、電気的偏向装置の偏向電圧とレンズ場装
置のレンズ電圧とを連動せしめることにより、イオンの
収束状態を劣化することなく、スリツトが切替えられる
ようにしたものである。以下図面を参照して、本発明の
実施例を詳細に説明する。
過したイオンを収束するためのレンズ場装置と、レンズ
場装置を通過したイオンを再び偏向するための磁場装置
と、磁場装置を通過したイオンが入射される検出器と、
を備えた二重収束形の質量分析装置において、スリツト
幅の異なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツ
トと、該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単
一スリツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替え
ることによつて、検出器に導くことができる電気的偏向
装置とを設け、電気的偏向装置の偏向電圧とレンズ場装
置のレンズ電圧とを連動せしめることにより、イオンの
収束状態を劣化することなく、スリツトが切替えられる
ようにしたものである。以下図面を参照して、本発明の
実施例を詳細に説明する。
本発明の第１実施例は、磁場により分離されたイオンが
入射される検出器を備えた質量分析装置に本発明を適用
したもので、第２図に示すごとく、コレクタスリツト２
２にスリツト幅の異なる２個のスリツト２４，２６が形
成されており、又、偏向電極１４，１５にスリツト２４
，２６の一方のスリツトを通過したイオンのみを、検出
器に導くことができる偏向電圧が印加されるようにした
ものである。前記コレクタスリツト２２は、例えば、ス
リツト２４の幅を５０μｍ１スリツト２６の幅を５００
μｍに設定し、両者の間隔を１０ｍｍとすることができ
る。
入射される検出器を備えた質量分析装置に本発明を適用
したもので、第２図に示すごとく、コレクタスリツト２
２にスリツト幅の異なる２個のスリツト２４，２６が形
成されており、又、偏向電極１４，１５にスリツト２４
，２６の一方のスリツトを通過したイオンのみを、検出
器に導くことができる偏向電圧が印加されるようにした
ものである。前記コレクタスリツト２２は、例えば、ス
リツト２４の幅を５０μｍ１スリツト２６の幅を５００
μｍに設定し、両者の間隔を１０ｍｍとすることができ
る。
又、イオン規制スリツト１６は、スリツト２４と２６の
中間、即ち５ｍｍの位置に、幅５ｍｍのスリツトを有す
るものとすることができる。
中間、即ち５ｍｍの位置に、幅５ｍｍのスリツトを有す
るものとすることができる。
又、偏向電極１４の長さは、３０ｍｍ、間隔は２０ｍｍ
とすることができる。
とすることができる。
前記のような場合において、スリツト２４に゛２ｋＶで
加速された正イオンが入射した場合、偏向電極１４に＋
４４０Ｖ、１５に−４４０Ｖを印加すれば、イオンはイ
オン規制スリツト１６を通過することができる。
加速された正イオンが入射した場合、偏向電極１４に＋
４４０Ｖ、１５に−４４０Ｖを印加すれば、イオンはイ
オン規制スリツト１６を通過することができる。
一方、この時、スリツト２６から入射したイオンは、イ
オン規制スリツト１６の中央から１１ｍｍ以上偏向され
るため、２次電子増倍管１８にその不要イオンが入射す
ることはない。又、スリツト２６に入射した正イオンの
みを検出する場合は、偏向電極１４に−５５０Ｖ、１５
に＋５５０Ｖ印加すれば、スリツト２６から入射したイ
オンのみが、イオン規制スリツト１６の中央に入射して
、２次電子増倍管１８により検出される。この場合、ス
リツト２４に入射したイオンは、イオン規制スリツト１
６の中央から１１ｍｍ以上偏向されるため、２次電子増
倍管１８に入射することはない。前記のように偏向電圧
を切替えれば、スリツト２４を使用した場合、分散係数
１０ｃ［ｎの質量分析計においては、分解能が１０００
、スリツト２６を使用した場合は、同じく分解能１００
のスペクトルが交互に得られる。
オン規制スリツト１６の中央から１１ｍｍ以上偏向され
るため、２次電子増倍管１８にその不要イオンが入射す
ることはない。又、スリツト２６に入射した正イオンの
みを検出する場合は、偏向電極１４に−５５０Ｖ、１５
に＋５５０Ｖ印加すれば、スリツト２６から入射したイ
オンのみが、イオン規制スリツト１６の中央に入射して
、２次電子増倍管１８により検出される。この場合、ス
リツト２４に入射したイオンは、イオン規制スリツト１
６の中央から１１ｍｍ以上偏向されるため、２次電子増
倍管１８に入射することはない。前記のように偏向電圧
を切替えれば、スリツト２４を使用した場合、分散係数
１０ｃ［ｎの質量分析計においては、分解能が１０００
、スリツト２６を使用した場合は、同じく分解能１００
のスペクトルが交互に得られる。
前記のような場合、第１図の従来例と同様に、中性粒子
、散乱イオン等も同時に除去されるので、きれいなスペ
クトルを得ることができる。
、散乱イオン等も同時に除去されるので、きれいなスペ
クトルを得ることができる。
しかしながら、扇形磁場型の質量分析装置では、像を結
ぶ位置はただ一点であり、第２図のように、位置の異な
る場所にスリツトを設置すると、いずれか一方にのみ像
を結ぶこととなる。従つて、低分解能のスペクトルを得
るためのスリツトを収束点からはずれた位置に設置すれ
ば良いが、この場合、像のぼけによるイオンの若干の損
失は避けられない。このような問題点は、第３図に示す
ような、二重収束形の質量分析装置に適用した第２実施
例において除去することができる。図において、３０は
イオン源、３１は物点スリツト、３２はイオンを偏向す
るための電場装置、３４は、電場装置３２を通過したイ
オンを収束するためのレンズ場装置である四重極レンズ
、３６は、四重極レンズ３４を通過したイオンを再び偏
向するための平行四辺形の磁場装置、３８は、偏向電極
１４，１５に偏向電圧を印加する偏向電極電源、４０は
、四重極レンズ３４に印加するレンズ電圧を与えるレン
ズ電源である。他の点については前記第一実施例と同様
であるので説明は省略する。このような二重収束形の質
量分析装置においては、平行四辺形の磁場を用いている
ため、磁場に収束作用がなく、四重極レンズ３４によつ
てイオンを収束させている。
ぶ位置はただ一点であり、第２図のように、位置の異な
る場所にスリツトを設置すると、いずれか一方にのみ像
を結ぶこととなる。従つて、低分解能のスペクトルを得
るためのスリツトを収束点からはずれた位置に設置すれ
ば良いが、この場合、像のぼけによるイオンの若干の損
失は避けられない。このような問題点は、第３図に示す
ような、二重収束形の質量分析装置に適用した第２実施
例において除去することができる。図において、３０は
イオン源、３１は物点スリツト、３２はイオンを偏向す
るための電場装置、３４は、電場装置３２を通過したイ
オンを収束するためのレンズ場装置である四重極レンズ
、３６は、四重極レンズ３４を通過したイオンを再び偏
向するための平行四辺形の磁場装置、３８は、偏向電極
１４，１５に偏向電圧を印加する偏向電極電源、４０は
、四重極レンズ３４に印加するレンズ電圧を与えるレン
ズ電源である。他の点については前記第一実施例と同様
であるので説明は省略する。このような二重収束形の質
量分析装置においては、平行四辺形の磁場を用いている
ため、磁場に収束作用がなく、四重極レンズ３４によつ
てイオンを収束させている。
このため、イオンビームの結像点は幾何学的には定まら
ず、インズ電圧を変えることにより任意の位置に結像で
きる。従つて、偏向電極電源３８とレンズ電源４０を連
動せしめることにより、ビームの収束状態を悪化させず
にコレクタスリツトのスリツト切替えが可能となる。最
良の収束条件をうるためのレンズ電圧は予め設定できる
。なお、前記実施例においては、いずれも、コレタタス
リツト上に設けられたスリツトの数は２個であつたが、
原理的には更に多くのスリツトの設置が可能である。
ず、インズ電圧を変えることにより任意の位置に結像で
きる。従つて、偏向電極電源３８とレンズ電源４０を連
動せしめることにより、ビームの収束状態を悪化させず
にコレクタスリツトのスリツト切替えが可能となる。最
良の収束条件をうるためのレンズ電圧は予め設定できる
。なお、前記実施例においては、いずれも、コレタタス
リツト上に設けられたスリツトの数は２個であつたが、
原理的には更に多くのスリツトの設置が可能である。
又、複数のスリツトのうち、一部は機械的に調節可能な
可変スリツトとすることもできる。以上説明したとおり
、本発明は、磁場により分離されたイオンが入射される
検出器を備えた質量分析装置において、スリツト幅の異
なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、
該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一スリ
ツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えること
によつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置と
、を設けたので、分解能の異なる数種類のスペクトルが
電気的操作で高速に切替えて得ることが可能である。
可変スリツトとすることもできる。以上説明したとおり
、本発明は、磁場により分離されたイオンが入射される
検出器を備えた質量分析装置において、スリツト幅の異
なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、
該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一スリ
ツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えること
によつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置と
、を設けたので、分解能の異なる数種類のスペクトルが
電気的操作で高速に切替えて得ることが可能である。
又、機械的可変スリツトを使用しなくても良いため、原
価低減も可能であるという優れた効果を有する。又、イ
オンを偏向するための電場装置と、電場装置を通過した
イオンを収束するためのレンズ場装置と、レンズ場装置
を通過したイオンを再び偏向するための磁場装置と、磁
場装置を通過したイオンが入射される検出器と、を備え
た二重収束形の質量分析装置において、スリツト幅の異
なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、
該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一のス
リツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えるこ
とによつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置
とを設け、電気的偏向装置の偏向電圧とレンズ場装置の
レンズ電圧とを連動せしめるようにしたので、イオンの
収束状態を劣化することなく、スリツトが切替えられる
という優れた効果を有する。
価低減も可能であるという優れた効果を有する。又、イ
オンを偏向するための電場装置と、電場装置を通過した
イオンを収束するためのレンズ場装置と、レンズ場装置
を通過したイオンを再び偏向するための磁場装置と、磁
場装置を通過したイオンが入射される検出器と、を備え
た二重収束形の質量分析装置において、スリツト幅の異
なる複数のスリツトが形成されたコレクタスリツトと、
該コレクタスリツトを通過したイオンのうち、単一のス
リツトを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替えるこ
とによつて、検出器に導くことができる電気的偏向装置
とを設け、電気的偏向装置の偏向電圧とレンズ場装置の
レンズ電圧とを連動せしめるようにしたので、イオンの
収束状態を劣化することなく、スリツトが切替えられる
という優れた効果を有する。
第１図は、従来の質量分析装置の検出器部分を示す概略
構成図、第２図は、本発明に係る質量分析装置の第一実
施例の検出器部分を示す概略構成図、第３図は、本発明
に係る質量分析装置の第二実施例が適用された二重収束
形の質量分析装置の構成を示す概略構成図である。 １０・・・・・・イオンビーム、１６・・．・・・・イ
オン規制ス川ノツト、１４，１５・・・・・・偏向電極
、］８・・・・・・２次電子増倍管、２０・・・・・・
コレクタ、２２・・・・・・コレクタスリツト、２４，
２６・・・・・・スリツト、３０・・・・・・イオン源
、３２・・・・・・電場装置、３４・・・・・・四重極
レンズ、３６・・・・・・磁場装置、３８・・・・・・
偏向電極電・源、４０・・・・・・レンズ電源。
構成図、第２図は、本発明に係る質量分析装置の第一実
施例の検出器部分を示す概略構成図、第３図は、本発明
に係る質量分析装置の第二実施例が適用された二重収束
形の質量分析装置の構成を示す概略構成図である。 １０・・・・・・イオンビーム、１６・・．・・・・イ
オン規制ス川ノツト、１４，１５・・・・・・偏向電極
、］８・・・・・・２次電子増倍管、２０・・・・・・
コレクタ、２２・・・・・・コレクタスリツト、２４，
２６・・・・・・スリツト、３０・・・・・・イオン源
、３２・・・・・・電場装置、３４・・・・・・四重極
レンズ、３６・・・・・・磁場装置、３８・・・・・・
偏向電極電・源、４０・・・・・・レンズ電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁場により分離されたイオンが入射される検出器を
備えた質量分析装置において、スリット幅の異なる複数
のスリットが形成されたコレクタスリットと、該コレク
タスリットを通過したイオンのうち、単一スリットを通
過したイオンのみを、偏向電圧を切替えることによつて
、検出器に導くことができる電気的偏向装置と、を設け
たことを特徴とする質量分析装置。 ２ イオンを偏向するための電場装置と、電場装置を通
過したイオンを収束するためのレンズ場装置と、レンズ
場装置を通過したイオンを再び偏向するための磁場装置
と、磁場装置を通過したイオンが入射される検出器と、
を備えた二重収束形の質量分析装置において、スリット
幅の異なる複数のスリットが形成されたコレクタスリッ
トと、該コレクタスリットを通過したイオンのうち、単
一スリットを通過したイオンのみを、偏向電圧を切替え
ることによつて、検出器に導くことができる電気的偏向
装置とを設け、電気的偏向装置の偏向電圧とレンズ場装
置のレンズ電圧とを連動せしめることにより、イオンの
収束状態を劣化することなく、スリットが切替えられる
ようにしたことを特徴とする質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53000148A JPS5953501B2 (ja) | 1978-01-06 | 1978-01-06 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53000148A JPS5953501B2 (ja) | 1978-01-06 | 1978-01-06 | 質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5494092A JPS5494092A (en) | 1979-07-25 |
| JPS5953501B2 true JPS5953501B2 (ja) | 1984-12-25 |
Family
ID=11465940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53000148A Expired JPS5953501B2 (ja) | 1978-01-06 | 1978-01-06 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953501B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108255A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | Jeol Ltd | 質量分析装置 |
| GB201011862D0 (en) | 2010-07-14 | 2010-09-01 | Thermo Fisher Scient Bremen | Ion detection arrangement |
| WO2015019460A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
-
1978
- 1978-01-06 JP JP53000148A patent/JPS5953501B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5494092A (en) | 1979-07-25 |
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