JPS6110843A - 多重同時検出可能型高清澄性質量分析計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、荷電粒子を分離する装置、即ち高清澄性を有
し、複数個の元素を、同時に確認し測定する質量分析計
に関するものである。

質量分析計は、異なる質量（Ｍ　”　Ｍｌ　ｒ　Ｍ２　
＋　Ｍ３等）を有し、僅かに異なる運動エネルギーで移
動する粒子により構成された荷電粒子、又はイオンのビ
ームを受取るように意図されている。当該粒子の平均運
動エネルギーは、Ｖ（ｅＶ）で表わされ、その対応する
エネルギー分散は、±ΔＶで表わされる。

（本発明の経緯） 質量分析Ｈ４には、一般に入口スロットが含まれ、当該
人ロスロッ１〜に続いて、ビームは静電セクターを貫通
し、次に磁気セクターを貫通する。

この構成の目的は、粒子を、その質量の関数として、出
来るだけ多く分離し、かつ粒子の運動エネルギーに対し
、出来るだけ感応しない様式で、粒子を偏向させること
にある。偏向は、器具の対称面で、かつ入口スロットの
長い方向に直角の「半径方向１面内で生ずる。従って、
粒子のビームは、いわゆる垂直断面において、半径方向
成分と直角成分を有する。

両方共に、平面になっている入口面と出口面を有し、入
ｌ１面が粒子のビームの軸線に対し傾斜しており、一方
、出口面の平面が、入口面と粒子のビームの交差部分を
通るような磁気セクターを使用することは知られている
。これらの状況下において、磁気セクターを通過する粒
子の偏向角度は、荷電粒子の質量には依存せず、かくし
て、システムを単純化している。しかし、定角軌道の曲
率半径は粒子の質量に依存する。

質量分析計の品質は、その分離率Ｍ／Δ阿によって定め
られる。ここで、ΔＮは、器具によって識別可能な最低
の質量差である。完全な光学系を有する分析計（「光学
系ｊという用語は、本明細書では、広い意味で使用され
ている。）においては、この分離率は、単に入口スロッ
トの寸法に依存することになる。

実際の入口スロットのイメージ、即ち「ビーム線Ｊは、
収差として、公知の装置内における光学的欠点により変
形される。これらの収差は、主としてイオンのエネルギ
ー分散ΔＶ、及び一般に磁気セクター以前に挿入される
入口スロットにより制限されるビームの開口に依存して
いる。

所定の分離率に対し最良の分析計は、最も感応性があり
、即ち幾何学的範囲が最大となるビーム。

を受入れる分析計である。分析計のこの適合性は「清澄
性」と呼ばれている。しかし、所定の分析計の幾何学に
対し、清澄性は、収差の望ましくない作用を削減するこ
とによってのみ増加可能である。

最後に、全てのスペクトル光線（全ての質量）で同時的
に測定を行なうことが望ましい場合には、収差の補正若
しくは消去が一層困難である。

従って、本発明の課題は、同時的な多重、検出を行なう
ことが出来、分離率の高い高清澄性質量分析計を提供す
ることにある。

この目的のため、本発明の第１の狙いは、分析計、特に
その磁気セクターのみでなく、その静電セクターの収差
を補正することにある。

本発明の第２の目的は、質量分析計自体から上流側に位
置付けられた移送光学系によって、分析計の入力に、イ
オン・ビームをマツチさせ、かつ移送させることを改善
することにある。

これらの目的は、本発明の各種態様により達成される。

本発明の装置は、公知の様式にて、入口スロット、それ
に引続く静電セクター、及び次に磁気セクターから成っ
ている。

開ロスロツ１〜は、慣用的な様式で、静電セクターの入
口において、静電セクターと磁気セクターの間に挿入可
能である。この組立て体は、入口スロットの長い次元に
対し、直角の半径方向面内で粒子のビームを偏向させる
作用がある。

磁気セクターは、粒子のビームの軸線に対している平面
の入口面、及びこれも平面で、その平面が入口面と粒子
ビームの交差部を通過する出口面を有している。問題の
平面は、漏洩フィールドのため、材料の面から異なって
いる有効な磁気面である。

更に、ある文献により、静電セクターと磁気セクターの
間に４極を配設することも知られている。

（エイチ・マツダ（Ｈ，Ｍａｔｓｕｄａ）、質量分析レ
ビュー、第２巻、第２号（１９８３年）、ジョン・ワイ
リー（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ）、２８９−３２５頁参照
）。しかし、この４極は、本発明で使用されるものとは
、その作動上大きく異なっている。

最後に、「マターチーハーゾグ（Ｍａｔｔａｕｃｈ−１
（ｅｒｚｏｇ）ｊ型の質量分析計も知られている。この
場合、開口及びエネルギー帯の幅は、それぞれ調節可能
に相互に作用する絞り、及び「エネルギー・ダイアフラ
ムＪによって制限されない。開口が変化し、かつエネル
ギー帯幅が変化する範囲は、第２順位の収差が無視可能
な状態である場合は、比較的小さい値に削減しなければ
ならない。その結果、装置の移送性、即ち清澄性は低い
。

Ｎ’　２，０５６，１６３号として公告されたフランス
特許出願においては、開口及びエネルギー帯幅の独立し
た調節をｉ’ｉＪ能にすると同時に、装置の清澄性に対
して高い値を得ることが出来るような様式で、マターチ
ーハーゾグ型の質量分析計を改変することが提案されて
いる。

この先行技術のフランス特許出願で提案された装置は、
入口スロット（１０）とエネルギー・ダイアフラム（２
０）の間に、第１電気レンズ（１８）を配設し、エネル
ギー・ダイアプラム（２０）と磁気セクター（２４）の
間に、第２電気レンズ（２２）を配設することから成っ
ている。その明細書には、絞り及び調節可能なエネルギ
ー・ダイアフラムに対するこれらのレンズの役割りの詳
細について、説明されている。

この明細書（第８頁）で説明しである実施態様の１つに
おいて、磁気セクター（２４）の入口面は、２６．６°
に等しい角度Ｅで傾斜している。それ自体良く知られて
いる傾斜した入口面のこの使用は、装置の対称面に直角
な方向における半径の２倍の距離にある焦点を定める作
用がある。焦点面（２６）は、本件の場合、８．１°に
等しい角度Ｗを通じて、磁場の後方にシフトされる。

角度εに対する２６．６°の値は、磁石による９０゜の
標準的な偏向に対応している。当然、偏向角度に対する
異なる値は、この次行技術の文献における角度Ｃに対し
、異なる値を生ぜしめる。この２６．６°の値は、本発
明に関して以下に説明する値に近いが、他の理由から、
半径方向の平面に平行な粒子ビームを受取る磁気セクタ
ーを使用している。

しかし、先行技術のフランス特許公告節２，０５６゜１
６３号では、「他の方法による」焦点合せを使用してお
り、一方、通常の質量分光写真器においては、戻りの粒
子・が失なわれ、この先行技術の明細書においては、レ
ンズがビームを離動しないよう阻止することにより粒子
を戻している。

従って、分光写真器の入口面の傾斜は、先行技術の文献
においては、ビームを引締める目的に使用され、本発明
で提案されているような、ビーム内と収差を訂正する目
的には使用されていないように思われる。

（本発明の要約） 本発明の第１の特徴によれば、質量分析計には、少なく
とも半径方向平面内において、平行で、磁気セクターが
、質量スペクトルの全てのビームに対し、敗色的に作動
することを確実にするよう、帯±Δν内の各エネルギー
に対し適当な傾斜を呈する粒子ビームを磁気セクターに
供給する４極の如き装置が含まれている。更に、入口面
とその偏向側のビームの軸線に対する法線の間の角度を
表わすεを使用し、磁気セクター内のビームの偏向角度
を表わすθを使用すると、これら２つの間には、次の関
係即ち、ｔａｎ　（θ／２）・ｔａｎ　（θ−ε）＝２
が成立する。

これによって、（ａを中央定角軌道に対する半径方向平
面内の定角軌道の傾斜とした場合の８２の収差である。

）半径方向平面内に位置付けであるビームの定角軌道に
対し、磁気セクターにより発生される第２順位の開口収
差を消去出来る。当然、これらの収差の消去も、垂直成
分も含む定角軌道の半径方向成分に対して発生する。

垂直断面でのこれらの定角軌道（又は任意の定角軌道の
垂直断面における成分）も、半径方向平面内に第２順位
の開口収差）ｂを半径方向平面に対する定角軌道の傾斜
とした場合のｂ２収差）を発生する。

本発明の第２の特徴としては、移送光学系を使用する。

移送光学系は、粒子ビームの垂直断面が、入口スロット
と静電セクターの間に収れん部を含むような様式で、質
量分析計自体と共同して配設される。従って、第１の６
極は、半径方向平面内に位置付けられた定角軌道に対す
る静電セクターにより発生される第２順位の開口収差、
即ちａ２収差を補償し、かつ他の定角軌道の半径方向成
分を補償するような様式で、この収れん部に位置付けら
れる。６極に対する選択された位置は、それが、垂直断
面における開口からｂ２収差を導入しないことを確実に
する。

静電セクターに関係がある第２順位の開口収差は、当該
セクターが、例えば球状型に出来ることから計算可能で
ある。

移送光学系は、実質的に垂直平面内で、平行な粒子ビー
ムを人口スロットに供給するよう配設することが好まし
い。収束レンズが、入口スロットと第１の６極の間に提
供される。この収束レンズは、後段加速を提供出来る。

６極は、ビームの垂直断面において、前記収束レンズを
介して、入口スロットの共役点に中心が合せられる。

本発明の他の局面によれば、移送光学系には、２個の静
電レンズが含まれ、当該レンズは共同して、入口スロッ
トにおいて、半径方向平面内にビームの収れん部を提供
する。

ビームの垂直屈面が入口スロットにおいて平行になるこ
とを確実にするような様式で、スロツ１−付きレンズは
、これら２個の静電レンズの間に設けられる。本例の場
合、ビームを垂直断面内の前述した収れん点において収
束させるのは、収束（又は後段加速）レンズである。

上記内容は、磁気セクターと静電セクター内の半径方向
平面内に位置付けられた定角軌道に対する開口収差を補
正することに関する。

垂直断面における定角軌道（又は定角軌道の成分）に対
しては、ｂ２の開口収差補正はない。しかし、質量分析
計で見られるｂの角度が、常時極めて小さい値になるよ
う移送光学系が配設しであるところから、その対応する
ｂ２収差は無視しうる。

本発明の更に他の局面は、色収差即ちエネルギー分散を
補正することに関する。

静電セクターと磁気セクターは、ともに、最終的な色回
転の中心を有し、４極は、２個の色回転中心に適当な拡
大をもって共役するような様式で設定されている。４極
は、静電セクターの色回転中心を、所定の半径、即ち所
定の質量に対応する磁気セクターの色回転中心に共役さ
せる。４極は更に、各エネルギーが適当な傾斜をもって
磁気セクターに到達するような様式で配設されている。

その結果、色分散は、磁気セクターを離れると、所定の
質量に対し完全になくなり、一方、他の質量に対しては
、色分散は、他の質量のビーム線において消去される。

この補正は、移送光学系から上流側に配設された装置、
又はＰ３に位置付けられたフィルター・スロットにより
定められるエネルギー帯±ΔＶの限界内で作動する。

実際には、４極は、その対物焦点が半径方向平面内の入
口スロットの静電セクターにより与えられる実像と一致
するような様式で配設される。次に、４極には、粒子ビ
ームが引続き両方の横方向で平行になるよう、垂直断面
においてその拡散を補償する装置が続く。垂直断面にお
ける４極拡散を補償する装置は、スロット付きレンズが
有利である。

開口収差と色収差の組合せが残る。ミれらを補償するた
め、本装置には、静電セクターの背後に配設され、実質
的に半径方向平面内の入口スロットの静電セクターによ
り与えられる実像に中心がある第２の６極が含まれてい
る。

この配置は、選択された１つの質量に対する正確な補償
と併せて、半径方向平面内に位置付けられた定角軌道の
結合された収差を削減する作用がある。他の質量体に対
しては、収差は相当削減される。

粒子ビームの色フィルター作用、即ちエネルギー・フィ
ルター作用は、本例の場合、移送光学系から上流側で行
なわれる。

改変例として、これら第２の６極において行なうことが
出来る。その場合、第２の６極は、エネルギー・フィル
ター・スロットのいずれか一方の側に、２個の６極を含
む。

（実施例） 添附図面を参照して、本発明の実施態様の一例を説明す
る。

前に述べた如く、本発明は、同時多重検出を。

高程度の清澄性をもって行なう荷電粒子分離装置、即ち
質量分析ａ１に関するものである。

最終的な検出器として写真乾板を使用する質量分光写真
器とは異なり、質量分析計では、必ずしもその検出４Ｈ
ｖ域、即ち磁気ｔフタ−の出力焦点面を平面にする必要
はない。

第１図及び第２図を参照して最初に一般的な用語で説明
するのは、本発明による質量分析計の場合である。

質量分析泪の入力部に、移送光学系（］）を設けである
。移送光学系の性質は、入力即ち１点源」Ｓに適用され
る粒子ビームの特性に依存する。移送光学系（１）は、
質量分析計自体に対する入口を構成する人口スロット（
ＦＥ２０）に終端する。

公知の様式にて、質量分析計には、入口スロット（ＦＥ
２０）の後方に静電セクター（ＳＥ２３）が続き、次に
磁気セクター（５Ｍ３０）が続き、磁気セクターから“
上流側に設けられた開口スロット（ＦＯ２９）が含まれ
ている。

この装置の組は、粒子ビームを入口スロノト（ＦＥ２０
）の長い次元に対して直角の半径方向平面内で偏向させ
る作用がある。第１図及び第２Ａ図は、半径方向平面に
おける断面図である。

質量分析計の主要構成要素は、その磁気セクターであり
、当該磁気セクターの拡散作用は、各粒子の質量とエネ
ルギーの両方に依存していることが知られている。その
拡散作用は、質量及びエネルギーに依存する大きい又は
小さい半径の円弧の形態になった定角軌道により明らか
にされる。

この該磁気セクターを、前の静電セクターと組合せるこ
とは公知であり、当該静電セクターは又粒子のエネルギ
ーの関数としてのみ拡散作用を有している。

静電セクターの拡散作用がエネルギーに起因する磁気セ
クターの拡散作用を補償するような様式で、２つのセク
ターが結合される。従って、理論的には、磁気セクター
からの出力において明らかになる拡散作用は、質量のみ
の関数である。

更に、広くは知られていないが、前述したマツダ氏の文
献には、静電セクターと磁気セクターの間に４極を使用
することが示されている。従って、これもまた、公知と
考えられるが、マツダ氏の４極は、本発明で使用される
機能とは異なる機能を有していることが指摘される。

最後に、粒子ビーム軸線に傾斜している平面入口面（３
１）、及びこれも平面でその平面が平面入口面（３１）
と粒子ビームの軸線の交差部（３３）を通る出口面（３
２）を有するよう、磁気セクター（５Ｍ３０）に対し配
列することも公知である。

この配置には、全ての質量に対し同じ偏差角度を提供す
る利点がある。偏差角度は、出口面（２２）と磁気セク
ター（５Ｍ３０）に対する入口における粒子ビームの軸
線の間の角度の２倍に等しい。平行な入口ビームに対し
磁気セクターからの出口における粒子は、交差部（３３
）も通過する平面（ＰＦ３５）に焦点合せされることが
結果的に生ずる。

すぐれた解像に対する高い分離率と併せて、多重検出、
及び高い清澄性を提供する分光計を得るには、単独で、
又は組合って取られる分光計の各種構成要素で生ずる各
種収差を補償する必要がある。

第１収差は、磁気セクターの第２順位の開口収差として
知られている。要約すれば、この形式の収差は、中央の
定角軌道をはずれて存在する点におけるセクターの後方
で、相互に磁気セクターに対する入口部分で交差する中
央の定角軌道のいずれか一方の側に対称的に配設される
２個の定角軌道に存在する。　　　“ 交差部と中央定角軌道の間のずれは、中央の定角軌道（
ここではａ２の第２順位）に対する僅かの定角軌道の各
定角軌道の角度傾斜の２乗に比例する。

本発明の第一局面は、磁気セクター自体内でのこの形式
の第２順位の開口収差を補正することにある。

符号（３４）は、ビームが磁気セクター（５Ｍ３０）を
貫通する際、ビームのくぼみ側に位置付けられる粒子ビ
ームの軸線に対する法線を表わしている。

記号（１）は、磁気セクター（５Ｍ３０）の平面入口面
（’３１）と法線（３４）の間に形成された角度を表わ
す。

記号（０）は、磁気セクター（５Ｍ３０）内のビーム偏
向角度を表わす。

これら２つの角度が、次の式、即ち ｔａｎ（０／２）・ｔａｎ　（θ−ε）＝２を満たす際
、半径方向平面内に位置付けられた定角軌道に刻する磁
気セクターにより発生される第２順位の開口収差が消去
されることが、全く驚くべき様式で、本発明者等により
観察されている。

本発明は、極めて高い清澄性を有する質量分析計、即ち
幾何学的範囲が大きいビームを受取る装置、及び収差の
補正を極めて困難にする同時的検出を提供する装置にも
、関するものである。

本発明では、全ての質量体（半径方向平面内に位置付け
られた全てのビーム定角軌道）に対する第２順位の開口
収差とは無関係の様式で作動するよう、磁気セクターに
対する入口空間の適当な傾斜が要求さ汎、静電セクター
の開口収差を提供することは重恩って適当に消去される
（ＳＥ）　−（ＨＰＩ）。

磁気セクターを通じての偏向角度θの関数としての入口
面の傾斜（１）は、前述した式、即ちｊａｎ　（θ／２
）・ｊａｎ　（θ−ε）＝２によって与えられる。

磁気セクター（ＳＭ）における９０°の偏向に対しては
、ｔａｈε＝１／２、即ちｃ＝２６．５６°である。

この式は、多数の構成から成る磁気セクターに適用する
、収差係数を基に、本出願人により行なわれた研究から
得られている。

これらの収差係数の一部を組合せることによって、磁気
セクター内での第２順位の開口収差が補正される上記式
を推論することが出来た。これは、本発明が出来るだけ
広いビームを利用すべき場合に必須となるビームの幾何
学的範囲とは無関係に、これらの収差を補正可能ならし
める主要点である。

当然、入口面を傾斜させると、磁石の磁場の焦点面（Ｐ
Ｇ３５）を移動させる２次効果が残る。この効果につい
ては、以前から知られていた。

前掲の公開さ九たフランス特許の明細書筒２．０５６，
１６３号には、入口面が９０°の偏向角度に対し、２６
．６ａに傾斜されている磁気セクターが説明されている
。しかし、この先行技術では、この配置を異なる意味で
使用しており、その結果、この先行技術は、前述した式
が磁気セクター内の収差補正目的に使用可能であること
を、当技術の熟知者に開示していない。

これと対称的に、本発明による式を使用すると、磁石の
開１０収差は、半径方向平面内に位置付けられる定角軌
道に対して補正され、こうして、静電セクターに起因し
、かつ磁気セクターから上流側に位置付けられた６極（
ＨＰＩ）によって、補正可能な収差のみを残すことが確
実にされる。

関係技術の熟知者は、磁気セクター自体に起因する第２
順位の開口収差の補正が最も重要であり、本明細書で詳
細に説明した分光計以外の分光計に適用可能であること
を理解すると思われる。

静電セクター（ＳＥ２３）からの出口において利用可能
な粒子ビームは、点（Ｐ３）において収れん点を有して
いる（第２Ａ図）。

第１補正から最大の利点を得るため、磁気セクター（５
Ｍ３０）が半径方向平面内で、平行な粒子ビームを受取
ることを確実にする装置が、この点（Ｐ３）の下流側に
設けである。

これは、静電セクター（ＳＥ２３）と磁気セクター（５
Ｍ３０）の間に配設された（ＱＰ２６）の如き１個以上
の４極によって達成可能である。これを行なう１つの方
法は、その対物焦点が、収れん点（Ｐ３）と一致するよ
うな様式で、単一の４極（ＱＰ２６）を設定することで
ある。

前述した如く、４極（ＱＰ２６）の位置は、各種エネル
ギーに対応する平行ビームの各ビームの傾斜が、平面（
ＰＦ３５）内に位置付けられるビームにおいて色作動を
達成し、かつ全ての質量体に対し、同時的にこの作動を
達成するのに適するような様式で決定される。

この特性は、エネルギーＶ±ΔＶに対応する２つの平行
ビームが、平面（ＰＦ３５）内の同一点における焦点に
来ることを示す第１図に図解しである（横方向は、図面
を読み易くするため、拡大しである）。

以下に示す如く、点（Ｐ３）は、半径方向平面内の入口
スロット（ＦＥ２０）の静電セクター（ＳＥ２３）によ
って与えられる実像である。従って、第２Ａ図°は４極
（ＱＰ２６）から下流側の半径方向平面内の平行ビーム
を示す。

第２Ｃ図は４極（ＱＰ２６）が垂直断面内で拡散効果を
有することを示す。この拡散作用は逆に静電スロット付
きレンズ（ＬＰ０１）によって補償される。スロワ１〜
イ」きレンズから下流側で、ビームは平行となり、開Ｌ
１スロット（ＦＯ２９）の小さい次元を正確に貫通する
。

第２Ａ図に戻ると、半径方向平面内の４極（ＱＰ２６）
により提供される（単一として示され、かつビームと平
均エネルギーに対応するものとして図面を簡略化するよ
うに示しである。）平行ビームは、大きい寸法の開口ス
ロット（ＦＯ２９）を貫通するべく、静電スロワ１−付
きレンズ（ＬＰ０１）を変化することなしに貫通する。

第１図と比較することによって、開口スロット（ＦＯ２
９）の大きい次元は、４極（ＱＰ２６）からの各種色傾
斜の平行ビームを、当該４極に貫通させることが出来、
静電セクター’　（ＳＥ２３）と磁気セクター（５Ｍ３
０）の間に存在するエネルギー拡散を与え得ることが理
解される。

Ｈに、静電スロット付きレンズ（１、Ｆ２７）から下流
側で、粒子ビームは、両方の下方向寸法が平行であり、
かつこれは；当該粒子ビームが、磁気セクター（５Ｍ３
０）の入口平面（３１）に適用される迄続くことは、前
掲の説明から理解出来ると思う。

静電セクター（ＳＥ２３）と磁気セクター（５Ｍ３０）
の両者は、それぞれ最終的な色回転中心を保有すること
が知られている。なお「色」という形容詞は、本明細書
では、エネルギー拡散に関して使用されている。

静電セクターに入る前に、中央定角軌道に従い、ビーム
の公称エネルギーとは僅かに異なるエネルギーを有する
粒子は、傾斜定角軌道上で、静電セクター（ＳＥ２３）
から離れる。エネルギーが変化するのに併ない、これら
′の傾斜した定角軌道は、色回転中心と称する点のまわ
りで回転するようになる。

同様の様式にて、磁気セクター（５Ｍ３０）は、色回転
中心を保有し、当該中心に向かって同じ質量と同様のエ
ネルギーを有する粒子は、帯±八■でのエネルギーとは
無関係に、焦点面（ＰＦ３５）内の同一における偏向後
位子が終了するのに適した角度で、かつ同じ角度（同じ
定角軌道）で収束する。

従って、これは、磁気プリズムのエネルギー拡散の完全
な（“第１順位）の補償を提供する。考察中の質量体と
同じ多数の色回転中心が存在することが観察可能である
。

しかし、磁気セクター（５Ｍ３０）に対する入口におい
て、定角軌道の傾斜が、単に全ての質量に対し同じにな
っている適当な因子をもって差ΔＶに比例する場合には
、それらは、与えられた任意の質量に対し、焦点面（Ｐ
Ｆ３５）内の同一点に依然収束するが、異なるエネルギ
ーの定角軌道は、最早同じ傾斜を有しない。

本発明の他の特徴によれば、静電セクター（ＳＥ２３）
と磁気セクター（５Ｍ３０）の各色回転中心を共役させ
る装置が提供される。４極（ＱＰ２６）は、適当な拡大
により、極めて簡単な様式で、これを行なう目的に使用
可能である。これは、１つの質量体に対する粒子ビーム
の色（又はエネルギー）拡散を完全に補正し、４極は、
更に他の質量体が適当な傾斜を有する異なるエネルギー
の定角軌道に追随するよう配設される。

ここで、静電セクター（ＳＥ２３）で生じる第２順位の
開口収差の補正について調べる。この補正は、大部分、
第１の６極（ＨＰ２２）に基づいている。しかし、この
第１の６極は、分光計（２）自体と、その移送光学系（
１）の性能と緊密に関係しているので。

ここでは、質量分析計全体について述べるのが適当と思
う。

最初に、第１図、第２Ａ図、第２Ｂ図、第３Ａ図及び第
３Ｂ図を参照して、移送光学系及び分光計（２）に対す
る入口について説明する。

移送光学系（１）の入口に適用される荷電粒子のビーム
は、点源（Ｓ）に収れん部を有している。このイオンの
ビームは、僅かに異なる運動エネルギーで移動している
異なる質量の粒子で構成されている。前と同様、■は、
電子ボルトで表わされた平均運動エネルギーを表わし、
±ΔＶは、エネルギー拡散を表わす。

ビームは、理論的には、円形的に点源（Ｓ）の周わりで
対称的になっている。このビームは、サンプルの表面に
集中される１次イオンのビームにさらされる当該サンプ
ルから出される２次イオンによって構成される。

第１　（７）　、ｊｌｊ−電位差静電レンズ（ＬＥ　１
１）は、点（ｓｌ）において、点源（Ｓ）の像を与える
。必要があれば、光軸上にビームを再び中心合せするた
め、この点のまわりに、プレート（ＰＣｌ３）を設ける
ことが出来る。

第′１の単一電位差静電レンズ（ＬＥＩＩ）、及び任意
の中心合せ用プレート（ＰＣｌ３）の背後には、スロッ
ト付きレンズ（ＬＩＥ１３）が存在している。第２Ａ図
及び第３Ａ図は、このスロット付きレンズが、半径方向
平面内に位置するイオンの定角軌道に効果を呈したいこ
とを示している。

しかし、垂直断面（第２Ｂ図及び第３Ｂ図）において、
スロツ１〜付きレンズ（ＬＰ０１）は、定角軌道を収れ
ん点（Ｓ２）に向かって収束する作用がある。

第２の静電レンズ（ＬＰ０１）が、スロツ１〜付きレン
ズ（１、Ｆ１ａ）の後方に置かれている。

半径方向平面において（第２Ａ図及び第３Ａ図）、レン
ズ（ＬＰ０１）は、入口スロット（ＦＥ２０）に点源（
Ｓ）及び点（Ｓｌ）の像（Ｐ）を提供し、当該像は、ス
ロットの軸線に中心合せされる。

垂直断面において（第２Ｂ図及び第３Ｂ図）、レンズ（
ＬＰ０１）は、その焦点が実質的に収れん点（Ｓｌ）に
なるような様式で位置付けられ、従って、前記レンズは
、実質的に平行、かつ入口スロット（ＦＥ２０）の長さ
に亘り延びる線、又は定角軌道を提供する（第３Ｂ図）
。

この様式において、半径方向平面内の入口スロット（Ｆ
Ｅ２０）における拡大化は、単一電位差静電レンズ（Ｌ
ＥＬＩ）及び（ＬＰ０１）の励起電位差を調節すること
により得られる。

垂直面内に位置する定角軌道に対しては（第２Ｂ図及び
第３Ｂ図）、個々の調節は、スロット付きレンズ（ＬＰ
０１）によって得られる。

分光計（２）自体に対する入口において、かつ入口スロ
ット（＋；ｔ：ｚＯ）の後方には、第１に、制御される
後段加速に対しての収束する静電レンズ（ＰＡ２１）が
設けらＡし、第２に、第１の６極（）ＩＰ２２）が設け
られる。

収束静電、レンズ（ＰＡ２１）は、静電セクター（ＳＥ
２３）から上流側に位置する点において、ビームの収れ
ん点を発生するよう、粒子ビームの垂直断面内で作用す
る。第１の６極ＣＨＰ２２）は、この収れん点上に中心
合ぜされる。

６極（ＩＩ　＋３２２　）は、半径方向平面内に位置す
る定角軌道に対し、静電セクター（ＳＥ２３）により発
生される第２順位の開口収差を補償するよう配列されて
いる。これは、第１順位の効果は有しておらず、従って
、垂直断面に位置する定角軌道は改変しない。

しかし、既に述べた如く、垂直断面におけるビームの収
れん点が、６極の中心に位置するこ、とから、６極は、
垂直断面における定角軌道上に、ｂ′″型の収差を加え
ることを回避する。

後段加速レンズたる収束静電レンズ（ＰＡ２１）は、他
の機能を行なう。

この機能は、分光計（２）自体に対する開口角度を改変
することである。分光計の残りから理解される如く、半
径方向平面内に入口スロットを有するＰレベルで、移送
光学系により発生される収れん点は、後段加速レンズた
る収束静電レンズ（ＰＡ２ｔ）の作用の下に、（Ｐｌ）
へ移動する。

これは、主要収差をなくすか、若しくは補正した後、分
光計の清澄性を高める作用がある。後段加速は、イオン
を、エネルギーＶがらエネルギーＶＰへ上昇させる。

実際、後段加速レンズたる収束静電レンズ（ＰＡ２１）
の主要対物面は、レンズ（ＰＡ２１）の主要像面内の（
Ｐｉ）に位置する入口スロットを分光計が見るよう、入
口スロット（ＦＥ２０）の平面内に位置させられる。

分光計に対しては、ガウシアン像の司法は変更されない
。所定の分離率に対しては、入口における利用可能な開
口角度のみが増加する。

前に述べた如く、分光計は、後段加速レンズたる収束静
電１ノンズ（ＰＡ２１）の像焦点が、点（Ｐ２）におけ
る６極（ｌＩＰ２２）の中心に位置するように配置され
る。

さらに、後段加速は、Ｖ／Ｖがらｖ／ｖＰへの相対的な
エネルギー分散を削減し、かくして結合された収差、及
び（Δ■／νｐ）２での収差を削減するよう作用する。

便宜上の理由から、本発明者は、Ｖ／ＶＰを約１７４と
して選択した。これは、±５ｋＶの入射エネルギーを有
する負のイオンに対して分光計を構成し、後段加速レン
ズたる収束静電レンズ（ＰＡ２１）から下流側に位置す
る導体全てが、＋　１５ｋＶの電圧にあることを意味し
ている。

しかる後、分光計は、静電セクター（ＳＥ２３）の後方
に配設され、かつ半径方向平面内のスロット（ＦＥ２０
）の静電セクター（ＳＥ２３）により与えられる実像上
に中心合せされる第２の６極（ＨＰ２５）を含んでいる
。これは、選択された質量に対する正確な補償をもって
、半径方向平面内に位置させられている定角軌道に対し
、組合わされた開口収差と色収差を削減するように作用
する。

６極（ＨＰ２５）は、点（Ｋ３）上に中心合せされるの
で、開口収差を補正するため、６極（ＨＰ２２）の調節
を変えずに、その組合された収差を補正することが出来
る。即ち、調節は独立している。

前述した実施態様においては、エネルギー・フッイルタ
ー作用は、移送光学系から上流側で行なわれる。

改変例として、第２の６極（ＨＰ２５）において行なう
ことも出来る。この場合、第２の６極は（図示せざる）
、エネルギー・フィルター・スロッ１〜のいずれか一方
の側に、′２個の６極を含むことになる。

第２の６極（）ＩＰ２５）の後方には、４極（ＱＰ２６
）、スロット付きレンズ（ＬＰ０１）、開口スロット（
ＦＯ２９）及び最後に、磁気セクター（３Ｍ３０）が存
在している。

第２図、第２Ａ図、第３Ｃ図及び第３Ｄ図は、磁気セク
ターの構造の各種詳細部分を示す。

磁気セクターは、形状が半径方向平面内における像によ
り与えられる２個の実極部片（３２Ａ）及び（３２Ｂ）
と協動する（図示せざる）磁石を含む。

既に説明した各種補正を得ることとは別に、本発明は、
移動される分光計の構成要素を必要としない調節によっ
て、当該補正を実行可能にすることにより、当該補正を
著しく容易にする。この調節は、相互に出来るだけ独立
して行なわれる。

この目的のため、分光計の組立てと調節は、以下の如く
行なわれる。

最初に、球状型の静電セクター（ＳＥ２３）と磁気セク
ター（３Ｍ３０）が所定位置に設定される。

次に、色定角軌道に適した傾斜状態、及び磁気セクター
に入るビームの平行状態を重視するように、４極（Ｑｒ
’２６）が所定位置に設定される。

次に、静電スロット付きレンズ（ＬＰ０１）が、垂直断
面における４極（ＱＰ２６）の拡散を補正する様式で設
定される。次に、開口スロット（ＦＯ２９）が、４極（
ＱＰ２６）の焦点に基づく第２の６極（ＨＰ２５）と同
様に設定される。

６極（Ｉｌｒ”２２）及び（ＨＰ２５）の右側横断面に
おける構造が、第３　Ａ図に示されている。また、４極
（ＱＰ２６）の右側横断面における構造が、第４Ｂ図に
示されている。

静電セクター（ＳＥ２３）から上流側で、６極（Ｉ＋［
］２２）は、垂直断面に対する焦点として、前もって選
択された点上に中心合せされるよう設定され、次に後段
加速レンズたる収束静電レンズ（ＰＡＩＬ）、入口スロ
ット（ＦＥ２０）、第２静電レンズ（ＬＥ１４）、スロ
ット付きレンズ（Ｉ、Ｆ１ａ）、中心合せプレーｈ（Ｐ
Ｃｌ３）及び最終的には、第１単一電位差静電レンズ（
ＬＥＩＩ）が所定位置に設定される。

従って、構成要素は、全て引続き改変を必要としない予
め決められた固定位置に設定可能である。

次に、付加的な調節は、以下の如く行なわれる。

４極（ＱＰ２６）は、静電セクター（ＳＥ２３）から来
るエネルギー分散定角軌道に対して、適当な傾斜を与え
るよう調節される。

後段加速レンズと、その隣接する構成要素は、収れん点
（Ｐ３）を４極（ＱＰ２６）の焦点にもたらし、引続き
６極（）ＩＰ２５）の中心にもたらすように調節される
。この調節は、４極（ＱＰ２６）からのビームが半径方
向平面内で平行であり、４極（ＱＰ２６）の位置付けに
おける全ての欠陥を補償することを確実にする。

移送光学系のスロット付きレンズ（ＬＰ０１）は、収れ
ん点（＋１２）を第１の６極（！（Ｐ２２）の中心にも
たらすよう調節される。

当技術の熟知者は、本装置が、その各種構成部品の相通
的位置を変える目的で、分解の要件を何んら伴なわずに
、完全に調節されることを理解されると思・う。

磁気セクター（５Ｍ２０）からの出口において、偏向粒
子を簗めることに関して、なんら調節の必要性はない。

各種質量体の粒子は、全て同じ平面（ＰＳ３５）内に到
達する。

本発明による粒子分離器は、分光写真器と同様、粒子の
買置の関数として分離された後に、偏向粒子を集める写
真乾板と併用可能である。

本発明によれば、一連の分離した収集装置を、焦点面（
１３Ｆ：１５）内に位置させることが好ましいと考えら
れる。当該装置は、例えば磁気セクター（３Ｍ３０）か
ら来る荷電粒子の衝撃に対し、感応性のある入口面を有
する電子増幅器である。

次に、主として第４図を参照して、本発明の実施態様の
特別の例について説明する。

（特別の例） 入口ビーム ５ｋＶの平均エネルギーを有し、円形的に対称的なビー
ムを構成する負のイオンは、点（Ｓ）において収れん点
を有している。頂点における半角は、約４　、０００の
分離率Ｍ／八へを与えるため、約１０−２ラジアンであ
る。

蔓４】１６１１ 静電レンズ（ＬＥＩＩ）　：直径４ｍｍの中央孔を有す
る３個と円形電極。中央電極は、−４６７０Ｖの電位差
になっている。そのいずれか一方の側に位置付する他の
２個の電極は、接地電位差である。

中心合せプレート（ＰＣｌ３）　：　１８　Ｘ　２ｍｍ
の活性面積を有する４枚のステンレス鋼板が、矩形チャ
ンネルを構成するため設置される。２個の対面するプレ
ートの間の距離は３ｍｍである。その中心は、イオン−
ビーム内の収れん点と同一レベルに設定される。

スロット付きレンズ（ＬＰ１３）　：長い軸線が、半径
方向平面内に位置付けられた矩形開口部を有する３個の
電極。中央電極：　６　Ｘ６４ｍｍ　；他の２個の電極
：　４　Ｘ３０ｍｍ、　−５ｋＶの電圧を受取る中央電
極は、レンズ（＋、ｔ：　１１＞の軸線から距離６６．
５ｍｍにある。

静電レンズ（ＬＰ１１）　：中央電極が一４３１０Ｖ　
（７）電位差にあることを除いて、（ＬＥＩＩ）と類似
している。

この電極は、スロット付きレンズ（ＬＰ０１）の中心か
ら３６ｍｍで、当該レンズの下流側に位置する入口スロ
ット（ＦＥ２０）から、３０ｍｍに位置させである。

質量分析計２＝ 入口スロット（ＦＥ２０）　；これは、質量解像度Ｍ／
ΔＭ　＝　４０００に対し、０．０２４　Ｘ、０．８ｍ
＋ｎ（活性の後段加速を有する）の矩形開口である。そ
の長い軸線は、半径方向平面に直角である。スロットは
、Ｘ及びｙ方向の両方で調節可能である。

後段加速電極（ＰＡ２１）　：厚さ８）の円板は、内径
１４ｍｍの孔を有し、アルミナ製シリンダーにより隔離
されている。当該円板は、後段加速作動において＋２０
ｋＶにあり、そのため、下流側の構成要素は＋　１５ｋ
Ｖに高められた基準電位差を有している。

６極（ＨＰ２２）　：直径８ｍｍで、長さが２６ｍｍの
６個の円筒棒が、直径２４ｍｍの円筒面上に規則的に分
布される。隣接する棒の間の電位差の差は、±３６Ｖの
間で変化する。６極の中心は、電極（ＰＣ２１）から下
流側５２ｍｍにあり、静電セクターの入口面から４３ｍ
ｍの上流側にある。

静電セクター（ＳＥ２３）　：偏向角度９０°。球形の
２個の同心部分は、９４ｍｍと１０６ｍｍの半径を有し
ている。内側部分と外側部分の間に適用される電位差の
差：　＋４，８１９．８Ｖ。電界の漏洩を制限する入口
及び出口の保護スロット。

６極（ＨＰ２５）　：捧の長さが７２ｍｍで、電位差の
差が＋　１，７０２．５ｖテあるコトを除イテ、（ＨＰ
２２）　ト同様である。その中心は、静電セクター（Ｓ
Ｅ２３）からの出口面より、７７＋ｎｍ下流側にある。

４極（ＱＰ２６）　：直径２４＋＋＋ｎ＋で、長さが１
２０＋ｎｍの４個の円筒棒で、その軸線は、直径３６ｍ
ｍの円筒面のまわりに規則的に分布されている。電位差
の差は、±３６．４Ｖで変化し、負の電位差枠は、半径
方向平面内に位置させられている。

スロット付きレンズ（ＬＰ０１）　：全体的構造は、（
ＬＰ１１）と同じである。中央電極は、１４　Ｘ　７０
ｍｍの中央孔を有し、他の電極は、それぞれ１０１０Ｘ
６０の中央孔を有する。中央電極は、　１７３ｎｕＩｌ
の焦点長さに対応する電位差にあり、４極（ＱＰ２６）
の中心から、１１９ｍｒＤ下流側に位置させである。

開ロスロツ１〜（ＦＯ２９）　：寸法は、質量解像度Ｍ
／Δ阿＝４，１００に対して、５Ｘ０．７ｍｍに等しい
。その長い軸線は、半径方向平面にある。

磁気セクター（３Ｍ３０）　：　Ｕ断面軟鉄磁気回路の
形態になった磁気回路。磁石の空気間隙は８ｍｍである
。有用な定角軌道は、半径が７０ないし２５０ｍｍであ
る。磁気誘導は、１テスラまで調節可能である。

入口面の角度Ｅ　：２６．５６　（ｔａｎＥ＝１／２）
。

偏向角度０−９０゜ 出口面の角度０／２＝４５゜ 焦点面（円ミ３５）の角度＝５３°１３磁気回路は接地
電位差にあるが、空気間隙の内側に位置付させられた非
磁性電極は、後段加速モード作動において、＋　１５ｋ
Ｖの電位差にある。最後に、磁気シャントが、磁気セク
ターに対する入口空間での場の漏洩を制限する。焦点面
（円７３５）の上方部分は、電子増幅器が続くイオン対
電子変換器で構成された多重収集組立て体内に設定され
る。

磁石以外の光学的構成要素は、各種装置の機械的な位置
決めをし、かつ真空包囲体として作用するステンレス鋼
製構造内に設定される。冷凍ポンプは、所望の高真空を
得るように作用する。磁石は、機械的に光軸と整合され
る装置を含む弾力性のある耐真空システムにより、上記
装置に接続される。

後段加速を伴ない、又、後段加速を伴なわない作動につ
いてよく説明をするため、第５Ａ図及び第５Ｂ図並びに
第６Ａ図及び第６Ｂ図を参照する。

スロット付きレンズ（ＬＦｌ３）まで、定角軌道は前述
した如くとどまる。この定角軌道は、垂直断面において
、半径方向平面と同じである。

第５Ａ図は、第２の静電レンズ（ＬＦｌ４）に遭遇し、
かつ理論的に点（Ｐ）において焦点合せされるよう、半
径方向下面において定角軌道が偏向を伴なわずに、スロ
ーノド付きレンズ（ＬＦｌ３）を貫通することを示しで
いる。

しかし、後段加速レンズ（ＰＡ２１）は、］、ＯｋＶに
おいて、当該レンズから下流側の分光計の残りに対し、
（Ｐｌ）に見かけの焦点を発生する。従って、６極（Ｉ
ＩＰ２２）に適用される定角軌道は、この点（Ｐｌ）か
ら分肢する。

前掲の数値に対し、点（Ｐｌ）及び（Ｐ）の間の距離、
更に正確には、平面（Ｐ）Ｉｉ）及び（ＰＨＯ）の間の
距離は、１１ｍｍである。

垂直断面（第５Ｂ図）において、定角軌道は、スロット
付きレンズ（ＬＦｌ３）により改変される。従って、ス
ロワ１〜付きレンズは、平面（ＰＨｉ）まで平　・行で
あり、その後、定角軌道は僅かに収束し、変面Ｃ円（０
）内の開口スロット（ＦＥｌｏ）を貫通し１次に。

６極（＋＋ｐ２２）が中心合せされる収れん点（Ｐ２）
に向かって、その最終的な向きをとる。

焦点距離は次の通りである。

レンズ（ＬＥ２２）に対し、ｆｉｌ、　＝　１５ｍｍ　
；レンズ（ＬＦｌ、３）に対し、ｆ１３　＝９．４４ｍ
ｍ　；レンズ（ＬＦｌ４）に対し、ｆ１４＝１９．８８
ｍｍ　；レンズ（ＰＡ２１）に対し、ｆ２１＝８７ｍｍ
。

作動にあたり、後段加速（第６Ａ図及び第６Ｂ図）がな
い場合、レンズ（ＰＡ２１）は、収束レンズの効果のみ
を発生する。従って、点（１））は、点（Ｐｌ）と組合
った状態にとどまり、そこから、半径方向平面内におけ
るレンズ（ＰＡ２１）から下流側に見られる定角軌道が
開始されることになる。

垂直断面（第６Ｂ図）において、移送光学系の調節は、
定角軌道が第２静電レンズ（ＬＦｌ４）を離れる際、収
束し始めるよう改変される。これらは、入口スロット（
ＦＨ２０）を貫通し、僅かにレンズ（ＰＡ２１）にて収
束し、最終的には、前と同様、同じ収れん点（Ｐ２）に
終る。

焦点距離の値は、僅かに異なっている。

ｆｉｌ及びｆ１４は同じにとどまる。

レンズ（ＬＦｌ３）に対しては、ｆ１３”８．３０ｍｍ
であり、レンズ（ＰＡ２１）に対しては、ｆｌｌ　＝　
１３９．００ｍｍである。

単一拡大が後段加速モードで入口スロットにおいて得ら
れる場合、非後段加速モートは、（Ｐｌ）に位置付けら
れた像と、（Ｐ）に位置付けられた像の間に、１．３２
の倍率を提供する。

従って、伺加的な電極（ＰＡ２１）に関連ある収束効果
を伴なう後段加速は、本発明による装置によって保有さ
れる独立した調節の特性と比較可能である。電圧のみの
調節を必要とする。

当然、先に詳細に説明した分光計の構成要素の一部は、
同等の構成要素と置・換可能である。例えば、単一・の
４極（ＱＰ２６）は２個の４極と置換可能である。当技
術の熟知者は、４極、６極、静電レンズ及びスロット付
きレンズに対して、他の同等物に気付くことは容易であ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、半径方向平面内にて示されている本発明によ
る分光計の略図で、この図には、磁気セクターにおける
異なる入射部に到達する２個の平行ビームが含まれ、前
記ビームは、±Δ■だけ分離された僅かに異なるエネル
ギーに対応している。 第２Ａ図は、第１図と類似している図であるが、異なる
質量の粒子が、単一エネルギー・ビーム内で如何に分離
されるかを示している。 第２Ｂ図は、第２Ａ図の静電セクター（Ｓ［Ｅ２３）か
ら上流側のビームの形状を示す垂直断面でのビームの一
部分の図である。 第２Ｃ図は、静電セクター（ＳＥ２３）から下流側のビ
ームの形状を示す垂直断面図である。 第２Ｄ図は、ビームが磁気セクター（Ｓ、Ｍ２Ｏ）から
離れる際の当該ビームの形状を示す垂直断面図である。 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、それぞれ第２Ａ図及び第２Ｂ
図に対応する拡大図である。 第４図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は、本発明による分光計
の特定の実施態様を更に詳細に示す図である。 第５Ａ図及び第５Ｂ図は、後段加速の例の作動を示す図
である。 第６図及び第６Ｂ図は、後段加速の無い同じ例の作動を
示す図である。 （１）移送光学系 （２）分光Ｈ１ （３１）入ｒ１ｘＰ面 （ＦＥ２０）入口スロット （ＦＯ２！］）開１コスロット （ＳＥ２３）静電セクター （３Ｍ３０）磁気セクター （ＬＰ０１）スロット付きレンズ （ＬＰ０１）静電スロット付きレンズ （ＰＦ３５）焦点面 （Ｓ）点源 Ｓ９！５ｆＯｆ１（’、ＣＩ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口スロットに、静電セクター及び開口スロット
   及び磁気セクターが続き、前記構成要素が、入口スロッ
   トの長い次元に、直角の半径面内で、粒子ビームを偏向
   させる目的で設置され、磁気セクターが、粒子ビームの
   軸線に対して傾斜している平面入口面と、入口面と粒子
   ビームの軸線の交差部に貫通させた平面出口面を有する
   質量分析計であって、半径方向面で平行な粒子ビームを
   磁気セクターに提供する装置を改良点とし、かつ次の式
   、即ち ｔａｎ（θ／２）・ｔａｎ（θ−ε）＝２ が入口面の角度を表わす角度εに対し正当であり、ビー
   ムの軸線に対する法線が、その偏向側に位置させられ、
   θが、磁気セクター内でのビームの偏向角度を表わし、
   かくして、半径方向面に位置する定角軌道用磁気セクタ
   ーにより作成される第２順位の開口収差を消去するよう
   にしたことを改良点とする多重同時検出型高清澄性質量
   分析計。
2. （２）入口スロットから上流側に移送光学系を含み、か
   つ半径方向面に直角の垂直部分において、粒子ビームが
   、入口スロットと静電セクターの間に収れん部を含み、
   第１の６極が、この収れん部に設けられ、垂直部分に位
   置させられた定角軌道上のその作用により、同じ順序の
   収差を導入せずに、半径方向面に位置させられた定角軌
   道に対する静電セクターにより作成される第２順位の開
   口収差を補償するように配列されている特許請求の範囲
   第（１）項に記載の多重同時検出可能型高清澄性質量分
   析計。
3. （３）入口スロットに対し、実質的に垂直断面で平行に
   なっている粒子ビームを供給するよう、移送光学系が配
   列され、質量分析計に、入口スロットと第１の６極の間
   に収束レンズが設けられ、第１の６極が、ビームの垂直
   断面において、前記収束レンズにより、入口スロットの
   共役点に中心が来るようにした特許請求の範囲第（２）
   項に記載の多重同時検出可能型高清澄性質量分析計。
4. （４）収束レンズが、調節可能コンバーゼンスを提供す
   る少なくとも１つの付加的な電極を含む後段加速レンズ
   でもある特許請求の範囲第（３）項に記載の多重同時検
   出可能型高清澄性質量分析計。
5. （５）移送光学系が、半径方向面内の入口スロットにビ
   ーム収れん部を提供するように協動する２個の静電レン
   ズを含み、ビームが実質的に入口スロットにおいて、垂
   直断面が平行になることを確実にするため、分析計が、
   前記２個の静電レンズの間に、スロット付きレンズを含
   む特許請求の範囲第（２）項に記載の多重同時検出可能
   型高清澄性質量分析計。
6. （６）静電セクターと磁気セクターが、両者共、それぞ
   れ最終的な色回転中心を有し、４極型の光学装置が、適
   当な倍率で、色回転のそれら２個の中心を共役させるよ
   うな様式で設定され、所定の質量に対して粒子ビームの
   色分散の完全補正を提供し、他の質量に対する補正が、
   磁気セクターの焦点面にて行なわれるようにした特許請
   求の範囲第（２）項に記載の多重同時検出可能型高清澄
   性質量分析計。
7. （７）半径方向面内の入口スロットの静電セクターによ
   り与えられる実際の像と対物焦点が一致するような様式
   で、４極が配列され、前記４極が、粒子ビームが引続き
   その横方向次元の両方で平行になるよう、垂直断面での
   その拡散を補償する装置に続くようにした特許請求の範
   囲第（６）項に記載の多重同時検出可能型高清澄性質量
   分析計。
8. （８）垂直断面における４極の拡散を補償する装置が、
   スロット付きレンズを含む特許請求の範囲第（７）項に
   記載の多重同時検出可能型高清澄性質量分析計。
9. （９）静電セクターの背後に配設され、半径方向平面内
   の入口スロットの静電セクターにより与えられる実像に
   中心が合せられ、かくして、半径方向平面内に位置させ
   られた定角軌道に対する開口収差と色収差の組合せを削
   減する第２の６極を含み、補償が、ある選択された質量
   に対して正確になっている特許請求の範囲第（２）項に
   記載の多重同時検出可能型高清澄性質量分析計。
10. （１０）第２の６極が、エネルギー・フィルター・スロ
    ットのいずれか一方の側に、２個の６極を含むようにし
    た特許請求の範囲第（９）項に記載の多重同時検出可能
    型高清澄性質量分析計。
11. （１１）θ＝９０℃で、ｔａｎε＝１／２であるように
    した特許請求の範囲第（１）項ないし第（１０）項のい
    ずれかに記載の多重同時検出可能型高清澄性質量分析計
    。