JPS6148213B2 - - Google Patents

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JPS6148213B2
JPS6148213B2 JP59088516A JP8851684A JPS6148213B2 JP S6148213 B2 JPS6148213 B2 JP S6148213B2 JP 59088516 A JP59088516 A JP 59088516A JP 8851684 A JP8851684 A JP 8851684A JP S6148213 B2 JPS6148213 B2 JP S6148213B2
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JP
Japan
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hexapole
mass spectrometer
electrostatic lens
magnetic sector
curvature
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JP59088516A
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Japanese (ja)
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JPS59209257A (en
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Rasaaru Berunaaru
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KAMEKA SA
Original Assignee
KAMEKA SA
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Publication date
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Publication of JPS59209257A publication Critical patent/JPS59209257A/en
Publication of JPS6148213B2 publication Critical patent/JPS6148213B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/28Static spectrometers
    • H01J49/30Static spectrometers using magnetic analysers, e.g. Dempster spectrometer

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、種々のタイプ(熱イオン型、気体型
等)の質量分析装置に関し、更に詳細には、磁気
セクタのルミノシテイ及びマルチコレクシヨンの
可能性、換言すれば質量分析装置の像面内に複数
の分析コレクタを同時に設ける可能性に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to mass spectrometers of various types (thermionic type, gas type, etc.), and more particularly to mass spectrometers capable of luminosity and multi-collection of magnetic sectors. In other words, it concerns the possibility of simultaneously providing a plurality of analytical collectors in the image plane of a mass spectrometer.

(従来の技術) 質量分析装置の磁気セクタ(magnetic
sector)が必要とする空間では、磁気セクタのア
パーチヤ収差により磁気セクタのルミノシテイが
制限される。
(Prior technology) The magnetic sector of a mass spectrometer
In the space required by the magnetic sector, the luminosity of the magnetic sector is limited by the aperture aberration of the magnetic sector.

磁気セクタの入力面及び出力面の曲率半径を適
当に選択することにより上記アパーチヤ収差を減
少させ、場合によつてはキヤンセルさせることが
知られている。しかし、その結果、磁気セクタの
光学的出力軸に対する垂線に対する像面の傾斜角
が一般に増加してしまう。この角度は大きい値
(80゜以上)になるので、マルチコレクシヨン分
析は、種々の質量に対する種々のコレクタに対し
ては不可能となる。可能だとしても、電子の反跳
及び二次電子の問題が分析を損なわせてしまう。
また、入力側六極静電レンズ及び出力側六極静電
レンズを有する質量分析装置を使用すること及び
入力側六極静電レンズの励磁もしくは磁気セクタ
の入力面の曲率並びに磁気セクタの出力面の曲率
もしくは出力側六極静電レンズの励磁を他の2つ
のパラメータを固定して調整することによりアパ
ーチヤ収差をキヤンセルすることが知られてい
る。このような六極静電レンズにおいて、試料−
磁気セクタ間距離及び磁気セクタ−像面間距離を
修正することにより像面の傾斜角をキヤンセルす
ることが知られている。しかし、この調整はアパ
ーチヤ収差をキヤンセルするために行なわれる調
整を完全に妨害し、アパーチヤ収差は像面の傾斜
が零に減少するときかなりのものとなるという欠
点がある。
It is known to reduce or even cancel the aperture aberration by appropriately selecting the radii of curvature of the input and output surfaces of the magnetic sector. However, this generally results in an increase in the angle of inclination of the image plane with respect to the perpendicular to the optical output axis of the magnetic sector. Since this angle is of large value (more than 80°), multi-collection analysis is not possible for different collectors for different masses. Even if possible, problems with electron recoil and secondary electrons compromise the analysis.
In addition, the use of a mass spectrometer having a hexapole electrostatic lens on the input side and a hexapole electrostatic lens on the output side, and the excitation of the hexapole electrostatic lens on the input side or the curvature of the input surface of the magnetic sector and the output surface of the magnetic sector. It is known to cancel aperture aberration by adjusting the curvature of the output side hexapole electrostatic lens or the excitation of the output hexapole electrostatic lens while fixing the other two parameters. In such a hexapole electrostatic lens, the sample
It is known to cancel the tilt angle of the image plane by modifying the distance between magnetic sectors and the distance between the magnetic sectors and the image plane. However, this adjustment has the disadvantage that it completely interferes with the adjustment made to cancel the aperture aberration, which becomes significant when the image plane tilt is reduced to zero.

(発明の課題及び要約) 本発明は上記のごとき従来技術の欠点を解消す
るためになされたものであつて、アパーチヤ収差
が動径面内で補正されかつ像面が光学的出力軸に
対して直角に立つごとき質量分析装置におけるマ
ルチコレクシヨン分析を可能とすることを目的と
する。
(Problems and Summary of the Invention) The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the prior art as described above. The purpose is to enable multi-collection analysis using a mass spectrometer that stands at right angles.

本発明によれば、1つの光学軸を有し、該光学
軸に沿つて、曲率半径R1の入力面及び曲率半径
R2の出力面を有する磁気セクタと、結合係数k
を有する六極静電レンズと、傾斜角iを有する像
面とをそれぞれ直列的に含み、前記R1、R2及
びkが、当該質量分析装置の動径面及び軸面内の
収差による当該質量分析装置の動径面内のシフト
に関する収差係数A、Bが絶対値で1より小さく
かつ前記傾斜角iが絶対値で10度より小さくなる
ごとき値であることを特徴とする質量分析装置が
提供される。
According to the invention, a magnetic sector having one optical axis and having an input surface with a radius of curvature R1 and an output surface with a radius of curvature R2 along the optical axis, and a coupling coefficient k
a hexapole electrostatic lens having an inclination angle i, and an image plane having an inclination angle i, respectively, in series, and R1, R2, and k represent the mass spectrometry due to aberrations in the radial and axial planes of the mass spectrometer. There is provided a mass spectrometer characterized in that aberration coefficients A and B related to shifts in the radial plane of the device are smaller than 1 in absolute value, and the inclination angle i is smaller than 10 degrees in absolute value. Ru.

また本発明によれば、1つの光学軸を有し、該
光学軸に沿つて、結合係数k1を有する入力側六
極静電レンズと、曲率半径R1の入力面及び曲率
半径R2の出力面を有する磁気セクタと、結合係
数k2を有する出力側六極静電レンズと、傾斜角
iを有する像面とをそれぞれ直列的に含み、前記
R1、R2、k1及びk2が、当該質量分析装置
の動径面及び軸面内の収差による当該質量分析装
置の動径面内のシフトに関する収差係数A、Bが
絶対値で1より小さくかつ前記傾斜角iが絶対値
で10度より小さくなるごとき値であることを特徴
とする質量分析装置が提供される。
Further, according to the present invention, the input side hexapole electrostatic lens has one optical axis and has a coupling coefficient k1, an input surface with a radius of curvature R1, and an output surface with a radius of curvature R2. a magnetic sector having a coupling coefficient k2, an output hexapole electrostatic lens having a coupling coefficient k2, and an image plane having an inclination angle i, respectively, in series, and R1, R2, k1, and k2 are Aberration coefficients A and B related to shifts in the radial plane of the mass spectrometer due to aberrations in the radial and axial planes are smaller than 1 in absolute value, and the inclination angle i is smaller than 10 degrees in absolute value. A mass spectrometer is provided that has certain features.

(発明の構成及び作用) 以下本発明の一実施例を添付図面を参照して説
明する。なお、各図面において同一要素には同一
符号が付してある。
(Structure and operation of the invention) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same elements are given the same reference numerals in each drawing.

第1図は本発明による熱イオン型質量分析装置
の概略図である。この質量分析装置は以下に示す
要素を直列的に具備している。
FIG. 1 is a schematic diagram of a thermionic mass spectrometer according to the present invention. This mass spectrometer is equipped with the following elements in series.

−分析する試料が載置されるフイラメント1、 −2つのレンズで図式的に表わされている、いわ
ゆる移動光学系2、 −通常スリツトソースと称されるものを定め、そ
の中央位置が記号Hで示されているスクリーン
スリツト3、 −第1の六極静電レンズ4、 −試料から発せられスリツト3からやつてくるイ
オンを偏向させる磁気セクタ5、 −第2の六極静電レンズ6、 −当該質量分析装置の像面P内に設けられた3つ
のイオンコレクタから成るアセンブリ7。
- a filament 1 on which the sample to be analyzed is placed; - a so-called moving optical system 2, represented diagrammatically by two lenses; - defining what is usually called a slit source, the central position of which is marked with the symbol H. a screen slit 3 shown; - a first hexapole electrostatic lens 4; - a magnetic sector 5 for deflecting ions originating from the sample and coming from the slit 3; - a second hexapole electrostatic lens 6; - an assembly 7 of three ion collectors arranged in the image plane P of the mass spectrometer;

また、第1図において、軸X−Xは磁気セクタ
5のところで曲率半径がR、偏向角aとなつてい
る当該質量分析装置の光学軸であり、L1及びL
2はそれぞれ六極静電レンズ4及び6の長さ、D
1及びD2はそれぞれ六極静電レンズ4及び6の
直径、L3はスリツトソース3と六極静電レンズ
4との間の距離、L4は六極静電レンズ4と磁気
セクタ5の入力面との間の距離、L5は磁気セク
タ5の出力面と六極静電レンズ6との間の距離、
L6は六極静電レンズ6と像面Pとの間の距離、
R1及びR2はそれぞれ磁気セクタ5の入力面及
び出力面の曲率半径、b1及びb2はそれぞれ磁
気セクタ5の入力面及び出力面の傾斜角、iは像
面Pの傾斜角、Jは光学軸X−Xと像面Pが交わ
る点である。
In addition, in FIG. 1, the axis XX is the optical axis of the mass spectrometer, which has a radius of curvature R and a deflection angle a at the magnetic sector 5, and L1 and L
2 is the length of the hexapole electrostatic lenses 4 and 6, respectively, D
1 and D2 are the diameters of the hexapole electrostatic lenses 4 and 6, respectively, L3 is the distance between the slit source 3 and the hexapole electrostatic lens 4, and L4 is the distance between the hexapole electrostatic lens 4 and the input surface of the magnetic sector 5. L5 is the distance between the output surface of the magnetic sector 5 and the hexapole electrostatic lens 6,
L6 is the distance between the hexapole electrostatic lens 6 and the image plane P,
R1 and R2 are the radii of curvature of the input and output surfaces of the magnetic sector 5, respectively, b1 and b2 are the inclination angles of the input and output surfaces of the magnetic sector 5, respectively, i is the inclination angle of the image plane P, and J is the optical axis X. -X and the image plane P intersect.

本明細書の特許請求の範囲第1項に記載の質量
分析装置は、磁気セクタ5の入力面及び出力面の
曲率、並びに2つの六極静電レンズ4及び6の存
在により、従来の質量分析装置と区別される。こ
れらの要素の目的は後述する。
The mass spectrometer according to claim 1 of the present specification is capable of performing conventional mass spectrometry due to the curvature of the input and output surfaces of the magnetic sector 5 and the presence of the two hexapole electrostatic lenses 4 and 6. Distinguished from equipment. The purpose of these elements will be explained later.

質量分析装置では、感度は、特に磁気セクタの
ルミノシテイ(Iuminosity)に依存する。このル
ミノシテイは動径面内、すなわち第1図の面内に
おけるアパーチヤ収差により主として制限され
る。
In mass spectrometers, the sensitivity depends in particular on the luminosity of the magnetic sector. This luminosity is primarily limited by aperture aberration in the radial plane, ie, in the plane of FIG.

第2図は質量分析装置におけるアパーチヤ収差
を説明するための図である。第1図の曲率半径R
の磁気セクタ5は、像面内に位置する点H(スク
リーンの高さに位置する光学軸の点)の像を点J
のところに与える。この像は、動径面内における
幅がR・A・α+R・B・βであるアパーチ
ヤ収差により損なわれる。R・A・αの項は、
光学軸とαの角度をなし動径面内に含まれる点H
からのビームが、磁気セクタ5を通過した後に点
Jを通過せずに、動径面内にあつて点Jから距離
R・A・α離れた位置において軸J−y(軸J
−yは動径面内で光学軸と垂直である)と交叉す
ることに対応する。一方、R・B・βの項は、
光学軸とβの角度をなし、スリツトソースの出力
における軸面(光学軸に沿つて動径面と垂直な平
面もしくは曲面)内に含まれる点Hからのビーム
が、磁気セクタ5の後段で軸面内に含まれなくな
ることに対応する。面Jyzとこのビームとの交点
のJ−zに平行な投影(軸J−yへの投影)は点
JからR・B・βの距離のとろで軸J−yと交
叉する。
FIG. 2 is a diagram for explaining aperture aberration in a mass spectrometer. Radius of curvature R in Figure 1
The magnetic sector 5 converts the image of a point H located in the image plane (a point on the optical axis located at the height of the screen) to a point J.
give it to This image is impaired by aperture aberration whose width in the radial plane is R·A·α 2 +R·B·β 2 . The term R・A・α 2 is
Point H that forms an angle α with the optical axis and is included in the radial plane
After passing through the magnetic sector 5, a beam from
-y corresponds to intersecting the optical axis (perpendicular to the optical axis) in the radial plane. On the other hand, the term R・B・β2 is
The beam from point H, which forms an angle β with the optical axis and is included in the axial plane (a plane or curved plane perpendicular to the radial plane along the optical axis) at the output of the slit source, is transmitted to the axial plane after the magnetic sector 5. This corresponds to the fact that it is no longer included in The projection of the intersection of this beam with the plane Jyz parallel to Jz (projection onto the axis Jy) intersects the axis Jy at a distance of R.B..beta.2 from point J.

既に述べたように、磁気セクタ5の入力面及び
出力面の曲率半径R1、R2及び傾斜角b1,b2
適当に選択することにより、α及びβのアパ
ーチヤ収差はキヤンセルされるが、像面Pの傾斜
角i(第1図)がかなり大きくなることが分か
る。これはマルチコレクシヨン分析を困難にし、
場合によつては不可能とする。
As already mentioned, by appropriately selecting the radii of curvature R1, R2 and the inclination angles b1 , b2 of the input and output surfaces of the magnetic sector 5, the aperture aberrations α2 and β2 can be canceled. , it can be seen that the inclination angle i (FIG. 1) of the image plane P becomes considerably large. This makes multi-collection analysis difficult and
In some cases this may not be possible.

第1図に示す質量分析装置によれば、第2図に
関する記載と関連して論議される係数A、Bによ
り定められるアパーチヤ収差と、ある文献(後
述)において係数Iにより定められる像面Pの傾
斜角iとを同時に補正することが可能である。こ
のアパーチヤ収差と傾きは、六極静電レンズによ
る場により補正することが実験より明らかとなつ
た。3つの係数A、B、Iを補正しなければなら
ないので、少なくとも3つの自由度、すなわち少
なくとも3つの六極静電レンズ装置が要求され
る。これらの3つの装置は磁気セクタ5の入力面
及び出力面の曲率部並びに静電もしくは磁気六極
静電レンズ(第1図の参照符号6)により形成す
ることができる。この六極静電レンズは、分析す
べきイオンビームが分散する領域内、すなわち磁
気セクタ5の後段に設けなければならない。更に
自由度を付与しかつ質量分析装置の集束動作中の
フレキシビリテイをより増大するために付加的な
六極静電レンズ(第1図の参照符号4)を設けて
も良い。第1図の六極静電レンズ4,6及び磁気
セクタ5の出力面の曲率部を六極静電レンズ装置
として使用し、かつ磁気セクタ5のために平坦な
入力面(R1:無限)を使用することもできる。
しかし、工業的構造のためには、一般に、磁気セ
クタ5の入力面及び出力面の曲率部並びに該磁気
セクタ5の後段に設けられる六極静電レンズを六
極静電レンズ装置として使用することが好まし
い。
According to the mass spectrometer shown in FIG. 1, the aperture aberration defined by the coefficients A and B discussed in connection with the description in FIG. It is possible to correct the inclination angle i at the same time. Experiments have revealed that this aperture aberration and tilt can be corrected by a field created by a hexapole electrostatic lens. Since three coefficients A, B, I have to be corrected, at least three degrees of freedom are required, ie at least three hexapole electrostatic lens arrangements. These three devices can be formed by the curvature of the input and output faces of the magnetic sector 5 and an electrostatic or magnetic sextupole electrostatic lens (reference number 6 in FIG. 1). This hexapole electrostatic lens must be provided in the region where the ion beam to be analyzed is dispersed, that is, after the magnetic sector 5. An additional hexapole electrostatic lens (reference number 4 in FIG. 1) may be provided to provide further degrees of freedom and further increase flexibility during the focusing operation of the mass spectrometer. The hexapole electrostatic lenses 4, 6 and the curvature of the output surface of the magnetic sector 5 in FIG. 1 are used as a hexapole electrostatic lens device, and a flat input surface (R1: infinity) is provided for the magnetic sector 5. You can also use
However, for industrial construction, generally the curvatures of the input and output surfaces of the magnetic sector 5 and the hexapole electrostatic lens provided downstream of the magnetic sector 5 are used as a hexapole electrostatic lens device. is preferred.

二次伝達行列の論理により、第1図に関する係
数A、B、Iを研究すると、これらの係数は次の
ように書き表わされる。
By the logic of the quadratic transfer matrix, studying the coefficients A, B, and I with respect to FIG. 1, these coefficients can be written as follows.

A=A0+A1・C1+A2・C2+A3・k1+A4・k2 B=B0−A1・C1+B2・C2−A3・k1+B4・k2 I=I0 +I2・C2 +I4・k2 ここでC1=R/R、C2=R/Rであり、k1及びk2
はそ れぞれの六極静電レンズの励磁係数(k=3/2 1/
Ve/Vとして六極静電レンズ4,6の励磁電圧を 示したもの。なお、r=R′/Rであり、R′=D2/
2は六 極静電レンズの経路に内接する円の半径、Ve=
V=六極静電レンズの励磁電圧V0=イオンの電
荷)、A0、A1、A2、A3、A4、B0、B2、B3、B4
I0、I2、I4は質量分析装置の幾可学的パラメータ
に依存する係数である。これらの係数は、上記の
ごとく形成された光学系の二次の伝達行列の展開
により得られる。この伝達行列は、種々の要素
(磁気セクタ、六極静電レンズ、要素間の距離L
3、L4、L5、L6)の伝達行列を掛けあわせ
て得られる行列である。これらの行列は特定の文
献において見いだされる(例えば、K.L.Brown著
“A First and Second Order Matrix Theory
for the Design of Beam Transport Systems
and Charged Particle Spectrometers”
Advanced in Physics・第1巻、第71頁〜第134
頁、1967年)。
A=A 0 +A 1・C 1 +A 2・C 2 +A 3・k 1 +A 4・k 2 B=B 0 −A 1・C 1 +B 2・C 2 −A 3・k 1 +B 4・k 2 I=I 0 +I 2・C 2 +I 4・k 2 where C 1 = R 1 /R, C 2 = R 2 /R, and k 1 and k 2
is the excitation coefficient of each hexapole electrostatic lens (k=3/2 1/
The excitation voltage of the hexapole electrostatic lenses 4 and 6 is expressed as r 3 Ve/V 0 . Note that r=R'/R, and R'=D2/
2 is the radius of the circle inscribed in the path of the hexapole electrostatic lens, Ve=
V = excitation voltage of hexapole electrostatic lens V 0 = ion charge), A 0 , A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , B 0 , B 2 , B 3 , B 4 ,
I 0 , I 2 , I 4 are coefficients that depend on the geometrical parameters of the mass spectrometer. These coefficients are obtained by expanding the second-order transfer matrix of the optical system formed as described above. This transfer matrix has various elements (magnetic sector, hexapole electrostatic lens, distance L between elements)
This is a matrix obtained by multiplying the transfer matrices of 3, L4, L5, and L6). These matrices can be found in certain literature (e.g. “A First and Second Order Matrix Theory” by KLBrown).
for the Design of Beam Transport Systems
and Charged Particle Spectrometers”
Advanced in Physics・Volume 1, pp. 71-134
Page, 1967).

例えば、入力六極静電レンズ4がない場合に次
の3つの方程式系の解がC1、C2及びk2を変化さ
せることにより求められる。
For example, when there is no input hexapole electrostatic lens 4, the solution of the following three equations can be found by varying C 1 , C 2 and k 2 .

A=0 B=0 I=0(i=0゜を与える) 幾可学特性: L3+L1+L4=307.1mm(六極静電レンズ
4は除かれている) a=90゜ b1=40゜ b2=22.5゜ R=200mm L5=160mm L2=40mm D2=30mm=2R′(第3図参照) すなわちr=R′/R=15/200=0.075 L6=495.6mm を有し、磁気セクタ5の空隙が15mmの長さであ
り、六極静電レンズ6の6つのバー(第3図参
照)がそれぞれ15mmの直径であり、イオンの運動
エネルギV0が4500eVであるごとき質量分析装置
によれば、 R1=78.8mm R2=70mm V=11.29ボルト(V及び−V:六極静電レ ンズ6の励磁電圧−第3図参照) という選択をすると、 A=0.17 B=−0.38 i=0゜となるごときI(測定精度±7゜) (ただしA及びBの値は角度がラジアンで表わ
される測定系に対する値である。) が与えられる。
A=0 B=0 I=0 (gives i=0°) Geometric properties: L3+L1+L4=307.1mm (hexapole electrostatic lens 4 is excluded) a=90° b1=40° b2=22.5゜ R=200mm L5=160mm L2=40mm D2=30mm=2R' (see Figure 3) That is, r=R'/R=15/200=0.075 L6=495.6mm, and the air gap of magnetic sector 5 is 15mm. According to a mass spectrometer in which the length is , the six bars of the hexapole electrostatic lens 6 (see Figure 3) each have a diameter of 15 mm, and the ion kinetic energy V 0 is 4500 eV, R1 = If you choose 78.8mm R2 = 70mm V = 11.29 volts (V and -V: excitation voltage of hexapole electrostatic lens 6 - see Figure 3), A = 0.17 B = -0.38 i = 0°. I (measurement accuracy ±7°) (However, the values of A and B are for a measurement system where the angle is expressed in radians.) is given.

実際には、質量分析装置の完全に十分な動作条
件が、A及びBが1以下でiが10゜より小さいと
きに得られる。
In practice, completely sufficient operating conditions for the mass spectrometer are obtained when A and B are less than or equal to 1 and i is less than 10°.

Aのキヤンセルに相当する六極静電レンズの最
適励磁電圧は11.4〜11.5ボルトの間である。最適
の調整は分析ピークの形状を調べることにより行
なわれる。このとき、係数Bはちようど零とはな
らず、B=−0.3となる。Bを零にするために磁
気セクタの入力面及び出力面の曲率半径の調整を
補正する必要があるのだが、Bの小さい値はスペ
クトル線の広がり、R=200mm、β=10-2ラジア
ンに対して10-2mm以下、を無視できるようにする
ので前記調整の補正は必要でない。
The optimum excitation voltage for the hexapole electrostatic lens corresponding to the A cancel is between 11.4 and 11.5 volts. Optimal adjustment is made by examining the shape of the analytical peaks. At this time, the coefficient B does not become zero again, but becomes B=-0.3. In order to make B zero, it is necessary to correct the adjustment of the radius of curvature of the input and output surfaces of the magnetic sector, but a small value of B will cause the spectral line to broaden, R = 200 mm, and β = 10 -2 radians. On the other hand, 10 -2 mm or less can be ignored, so the correction of the above adjustment is not necessary.

測定の際、曲率半径R1及びR2の調整は、磁
気セクタの凹型入力面と面Mとの間並びに面Nと
磁気セクタの凸型出力面との間にそれぞれ位置す
る取外し可能な片の使用により達成される。質量
分析装置の他の幾可学的特性、特に角度b1、b
2については既に質量分析装置に関して経験で得
られたデータにより選択される。
During the measurement, the radii of curvature R1 and R2 are adjusted by the use of removable pieces located respectively between the concave input surface of the magnetic sector and the surface M and between the surface N and the convex output surface of the magnetic sector. achieved. Other geometric properties of the mass spectrometer, in particular the angles b1, b
2 is selected based on data already obtained through experience with mass spectrometers.

第3図は、第1図の記載と関連して論議してき
た六極静電レンズ6がどのように構成されるかを
示す図である。この六極静電レンズは、6つの円
柱状状金属バー60〜65を有している。バー6
0〜65は光学軸X−Xのまわりに均等に離間配
置されており、図示していないそれらの主軸は光
学軸X−Xに平行となつている。バー60,6
2,64はそれらの長さの1/3のところに設けら
れた金属スペーサにより、電位+Vとなつている
金属リング66に接合される。同様に、バー6
1,63,65はそれらの長さの2/3のところに
設けられた金属スペーサにより、電位−Vとなつ
ている金属リング67に接合される。六極静電レ
ンズを剛性のアセンブリとするためにリング6
6,67と互いに接合される絶縁片は、バー60
〜66が3つずつの2つのグループでどのように
結合されるかをより良く示すために、図示してい
ない。
FIG. 3 is a diagram showing how the hexapole electrostatic lens 6 discussed in connection with the description of FIG. 1 is constructed. This hexapole electrostatic lens has six cylindrical metal bars 60 to 65. bar 6
0 to 65 are equally spaced around the optical axis XX, and their principal axes (not shown) are parallel to the optical axis XX. bar 60,6
2 and 64 are joined to a metal ring 66 which is at potential +V by means of a metal spacer provided at 1/3 of their length. Similarly, bar 6
1, 63, and 65 are joined to a metal ring 67, which is at potential -V, by a metal spacer provided at two-thirds of their length. Ring 6 to make the hexapole electrostatic lens a rigid assembly.
The insulating pieces that are joined to the bars 6 and 67 are the bar 60.
~66 are not shown to better illustrate how they are combined in two groups of three.

本発明は上述の実施例に限定されるものではな
い。本発明は静電的六極静電レンズの使用に対し
てのみならず、磁気的六極静電レンズの使用にも
適用でき、更に、磁気セクタの後段(磁気セクタ
と像面との間)に設けられた複数の六極静電レン
ズの使用に対しても適用可能である。
The invention is not limited to the embodiments described above. The present invention is applicable not only to the use of an electrostatic hexapole electrostatic lens, but also to the use of a magnetic hexapole electrostatic lens, and furthermore, the present invention can be applied to the use of a magnetic hexapole electrostatic lens, and furthermore, the present invention is applicable to the use of a magnetic hexapole electrostatic lens. It is also applicable to the use of a plurality of hexapole electrostatic lenses provided in a.

更に、本発明は、上記の磁気セクタに加えて1
又は複数個の静電的及び/又は磁気的セクタを使
用した質量分析装置に適用することも可能であ
る。これらのセクタはアパーチヤ収差及び像面の
傾斜角を補正する役割をする。
Furthermore, the present invention provides one magnetic sector in addition to the above magnetic sector.
Alternatively, it is also possible to apply it to a mass spectrometer using a plurality of electrostatic and/or magnetic sectors. These sectors serve to correct the aperture aberration and the tilt angle of the image plane.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による質量分析装置を示す図、
第2図は上記質量分析装置における収差を説明す
る図、第3図は第1図の要素の1つの詳細図であ
る。 1……フイラメント、2……移動光学系、3…
…スリツトスクリーン、4……第1の六極静電レ
ンズ、5……磁気セクタ、6……第2の六極静電
レンズ、7……アセンブリ、60〜65……バ
ー、66,67……金属リング。
FIG. 1 is a diagram showing a mass spectrometer according to the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating aberrations in the mass spectrometer, and FIG. 3 is a detailed diagram of one of the elements in FIG. 1. 1... filament, 2... moving optical system, 3...
...Slit screen, 4...First hexapole electrostatic lens, 5...Magnetic sector, 6...Second hexapole electrostatic lens, 7...Assembly, 60-65...Bar, 66, 67 ...Metal ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 1つの光学軸を有し、該光学軸に沿つて、曲
率半径R1の入力面及び曲率半径R2の出力面を
有する磁気セクタと、結合係数kを有する六極静
電レンズと、傾斜角iを有する像面とをそれぞれ
直列的に含み、前記R1、R2及びkが、当該質
量分析装置の動径面及び軸面内の収差による当該
質量分析装置の動径面内のシフトに関する収差係
数A、Bが絶対値で1より小さくかつ前記傾斜角
iが絶対値で10度より小さくなるごとき値である
ことを特徴とする質量分析装置。 2 1つの光学軸を有し、該光学軸に沿つて、結
合係数k1を有する入力側六極静電レンズと、曲
率半径R1の入力面及び曲率半径R2の出力面を
有する磁気セクタと、結合係数k2を有する出力
側六極静電レンズと、傾斜角iを有する像面とを
それぞれ直列的に含み、前記R1、R2、k1及
びk2が、当該質量分析装置の動径面及び軸面内
の収差による当該質量分析装置の動径面内のシフ
トに関する収差係数A、Bが絶対値で1より小さ
くかつ前記傾斜角iが絶対値で10度より小さくな
るごとき値であることを特徴とする質量分析装
置。
[Claims] 1. A magnetic sector having one optical axis and having an input surface with a radius of curvature R1 and an output surface with a radius of curvature R2 along the optical axis, and a hexapole electrostatic sector with a coupling coefficient k. A lens and an image plane each having an inclination angle i are included in series, and R1, R2, and k are in the radial plane of the mass spectrometer due to aberrations in the radial plane and the axial plane of the mass spectrometer. A mass spectrometer characterized in that aberration coefficients A and B related to the shift of are smaller than 1 in absolute value, and the inclination angle i is smaller than 10 degrees in absolute value. 2. Coupling along the optical axis with an input hexapole electrostatic lens having a coupling coefficient k1 and a magnetic sector having an input surface with a radius of curvature R1 and an output surface with a radius of curvature R2. An output-side hexapole electrostatic lens having a coefficient k2 and an image plane having an inclination angle i are respectively included in series, and the R1, R2, k1 and k2 are arranged in the radial plane and the axial plane of the mass spectrometer. The aberration coefficients A and B related to shifts in the radial plane of the mass spectrometer due to aberrations are smaller than 1 in absolute value, and the inclination angle i is smaller than 10 degrees in absolute value. Mass spectrometer.
JP59088516A 1983-05-03 1984-05-04 Mass analyzing device Granted JPS59209257A (en)

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FR8307360A FR2545651B1 (en) 1983-05-03 1983-05-03 HIGH LUMINOSITY MASS SPECTROMETER

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FR2545651B1 (en) 1986-02-07
EP0124440A1 (en) 1984-11-07
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