JPH0572701B2 - - Google Patents
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- JPH0572701B2 JPH0572701B2 JP60078137A JP7813785A JPH0572701B2 JP H0572701 B2 JPH0572701 B2 JP H0572701B2 JP 60078137 A JP60078137 A JP 60078137A JP 7813785 A JP7813785 A JP 7813785A JP H0572701 B2 JPH0572701 B2 JP H0572701B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は扇形一様磁場を使用する単収束型の質
量分析装置に関する。
(従来技術)
質量分析とは、質量の異なつたイオンを電場そ
して、または磁場の下で分離し、イオンの質量の
分布を求めることであり、化学分析などに用いら
れる。質量分析装置は、イオンを発生するための
イオン源と、このイオンを磁場そして、または電
場を適切に用いて質量の異なつたイオンを分離す
る質量分離系と、分離されたイオンを検出・記録
する検出記録系とから構成される。質量分離系と
しては、たとえば、加速されたイオンの方向と速
度(エネルギー)とを、扇形一様磁場を用いて収
束する単収束型や扇形一様磁場の他に扇形電場を
も用いて収束する二重収束型がある。
単収束質量分析装置はデンプスター
(Dempster)にはじまり、その後一次近似のイオ
ン光学がヘルツオーク(Herzog)により完成さ
れ、現在では広く利用されている。そして実用化
されている装置の多くは60°あるいは90°の扇形一
様磁場を直角入出射方式で用いるものである。ま
た一方では、イオン光学的考察により装置の性能
を上げようという試みはケルビイン(Kerwin)
の広角収束等いくつか試みられたが、いずれも実
用化されていない。これは次のような理由による
と考えられる。
すなわち、これらの提案の根拠となる計算では
軌道平面内のイオン軌道のみを取扱い、端縁場
(fringing field)の影響を無視していることによ
る。ところが、一様磁場であつても端縁場では軌
道平面から外れると磁場の分布が異り、したがつ
てイオン軌道がずれることとなり、これが収差の
原因となる。このため、実際に装置を作つてみる
と思つたほど性能の向上が認められず、実用化さ
れないのであろう。
これに対し、最近、端縁場を通るイオンの軌道
を3次の近似で計算する軌道計算法が開発され、
任意のイオン光学系の2次および3次の収差を求
めることができる計算法が確立され、これを用い
て種々の単収束質量分析計についてイオン光学的
にその収差を検討するとともに、この収差に関連
して、非対称配置、曲線境界、斜入出射などの各
項目について検討がなされている。
次に、その検討結果について説明する。
まず、扇形一様磁場について説明すると、第4
図において、1は磁場、2はイオン源、3はスリ
ツト、4はイオン源2からのイオンビーム、5は
コレクタスリツト、6はイオンコレクタである。
また、φmは磁場1の偏向角、rmはイオンビー
ム4の軌道半径、ε1,ε2はイオンビーム4のそれ
ぞれ入射角、出射角、l1はスリツト3からの磁場
1までの距離、l2は磁場1からコレクタスリツト
5までの距離、R1,R2は磁場1の境界面の曲率
半径である。
また、イオン源2を出てコレクタ6に達するイ
オンの光軸からのずれ、いわゆる収差Xfは2次
の近似で、
Xf=AxX+A〓α+A〓γ+A〓〓α2
+AyyY2+AyβYβ+A〓〓β2 ……(1)
により与えられる。
ここで、X、Yはイオンがスリツト3に入射す
るときの軌道平面内、およびそれに垂直な方向に
おける光軸からのずれ、α、βはイオンビーム4
の傾きの角度である。なお、単収束質量分析装置
を考えているから、イオンのエネルギーのずれδ
はないものとする。γは質量のずれの割合であ
る。Axは像倍率、A〓は質量分散係数である。残
りの係数は収差を与えるので、できるだけ小さい
ことが望ましい。また、普通の条件では、α,β
は0.01以下であり、分解能が数1000以下の装置を
考えるときは、3次係数は100程度以下の大きさ
であれば問題にする必要はない。したがつて、こ
こでは(1)式のように2次の収差係数を問題とす
る。
そこで、まず収差を小さくする手段として、l1
とl2を非対称とすることが考えられる。l1とl2を
非対称にすると像倍率Axを任意の大きさにする
ことができることは知られている。そして、質量
分析計の分解能Rはイオン源のスリツトの幅をs
とすると、次式(2)により与えられる。
R=A〓/2(sAx+△) ……(2)
ここで、△は収差による像の拡がりである。
(2)式において、△を無視すると、Axを小さく
するほうが大きな分解能が得られることがわか
る。
ところが、異るAxについてそれぞれ収差係数
を計算してみると、Axが小さくなるとともに急
速に収差が大きくなることが認められた。
いま、その一つの代表例として、φm=90°、磁
極間隔0.05γmの場合について、各収差係数のAx
に対する変化を第5図に示した。
第5図から、Ax=0.5のときは、Ax=1にく
らべてA〓〓が3倍、Ay〓とA〓〓は約2倍は大きくな
つていることがわかる。このことから、(2)式の収
差△が大きくなると、分解能がかえつて悪くな
り、l1とl2を非対称とすることは好ましくないと
判断できる。なお、図中において収差係数をA〓
で割つた値を示したが、これは分解能を考えると
き、質量分散の大きさと収差の大きさの比が問題
となるからである。
次いで、磁場の曲線境界と収差について説明す
る。
扇形磁場について、両境界面に曲率半径
R1=R2=rmcot31/2φm ……(3)
の曲りをつけると、αに関する2次収束が得られ
る。このときの条件は、φm=90°のときはR1=
R2=rmであり、φm=60°のときはR1=R2=
0.192rmである。このとき、他の収差係数の計算
の結果を次の表に示した。なお、比較のため直線
境界のデータも示した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a single focusing mass spectrometer that uses a fan-shaped uniform magnetic field. (Prior Art) Mass spectrometry is a method of separating ions of different masses under an electric field and/or a magnetic field to obtain the distribution of ion masses, and is used in chemical analysis and the like. A mass spectrometer consists of an ion source that generates ions, a mass separation system that separates ions with different masses by appropriately using a magnetic field and/or an electric field, and detects and records the separated ions. It consists of a detection recording system. As a mass separation system, for example, a single focusing type that focuses the direction and velocity (energy) of accelerated ions using a fan-shaped uniform magnetic field, or a single focusing type that focuses the direction and velocity (energy) of accelerated ions using a fan-shaped uniform magnetic field, or a fan-shaped electric field as well as a fan-shaped uniform magnetic field. There is a double convergence type. The single-focus mass spectrometer was first developed by Dempster, and then first-order ion optics was perfected by Herzog, which is now widely used. Most of the devices that have been put into practical use use a 60° or 90° sector-shaped uniform magnetic field in a right-angle input/output method. On the other hand, attempts to improve device performance through ion optical considerations were made by Kerwin.
Several attempts have been made, including wide-angle convergence, but none have been put to practical use. This is thought to be due to the following reasons. That is, the calculations that form the basis of these proposals deal only with ion trajectories within the orbital plane and ignore the effects of fringing fields. However, even if the magnetic field is uniform, the distribution of the magnetic field differs when the ion deviates from the orbital plane in the edge field, which causes the ion trajectory to shift, which causes aberrations. For this reason, when the device was actually built, the improvement in performance was not as much as expected, which is probably why it was never put into practical use. In contrast, a trajectory calculation method has recently been developed that calculates the trajectory of an ion passing through the edge field using a third-order approximation.
A calculation method that can determine the second- and third-order aberrations of any ion optical system has been established, and using this method, the aberrations of various single-focus mass spectrometers can be investigated from an ion optical perspective, and this aberration can be investigated. Relatedly, various items such as asymmetrical arrangement, curved boundaries, and oblique entrance/exit are being studied. Next, the results of the study will be explained. First, to explain the fan-shaped uniform magnetic field, the fourth
In the figure, 1 is a magnetic field, 2 is an ion source, 3 is a slit, 4 is an ion beam from the ion source 2, 5 is a collector slit, and 6 is an ion collector. In addition, φm is the deflection angle of the magnetic field 1, rm is the orbital radius of the ion beam 4, ε 1 and ε 2 are the incident and exit angles of the ion beam 4, respectively, l 1 is the distance from the slit 3 to the magnetic field 1, and l 2 is the distance from the magnetic field 1 to the collector slit 5, and R 1 and R 2 are the radius of curvature of the boundary surface of the magnetic field 1. In addition , the deviation from the optical axis of ions that leave the ion source 2 and reach the collector 6, the so - called aberration Xf, is a quadratic approximation: 〓〓β 2 ... is given by (1). where,
is the angle of inclination of Note that since we are considering a single-focus mass spectrometer, the energy deviation of the ions δ
It is assumed that there is no. γ is the mass deviation ratio. A x is the image magnification, and A〓 is the mass dispersion coefficient. Since the remaining coefficients give aberrations, it is desirable that they be as small as possible. Also, under normal conditions, α, β
is less than 0.01, and when considering a device with a resolution of several thousand or less, there is no need to worry about the third-order coefficient as long as it is about 100 or less. Therefore, the second-order aberration coefficient as shown in equation (1) is considered here. Therefore, as a means to reduce the aberration, l 1
It is conceivable to make and l 2 asymmetric. It is known that by making l 1 and l 2 asymmetric, the image magnification A x can be made to an arbitrary value. The resolution R of the mass spectrometer is the width of the ion source slit.
Then, it is given by the following equation (2). R=A〓/2(sAx+△)...(2) Here, △ is the spread of the image due to aberration. In equation (2), if △ is ignored, it can be seen that a larger resolution can be obtained by making Ax smaller. However, when the aberration coefficients were calculated for different Ax values, it was found that the aberrations rapidly increased as Ax became smaller. Now, as a representative example, for the case where φm = 90° and the magnetic pole spacing is 0.05γm, Ax of each aberration coefficient is
Figure 5 shows the changes in From Figure 5, it can be seen that when Ax=0.5, A〓〓 is three times larger than when Ax=1, and A y〓 and A〓〓 are about twice as large. From this, it can be determined that as the aberration Δ in equation (2) increases, the resolution worsens, and that it is not preferable to make l 1 and l 2 asymmetric. In addition, in the figure, the aberration coefficient is A〓
The reason for this is that when considering resolution, the ratio between the magnitude of mass dispersion and the magnitude of aberration is an issue. Next, the curved boundary of the magnetic field and aberration will be explained. For a fan-shaped magnetic field, if both boundary surfaces are curved with a radius of curvature R 1 = R 2 = rmcot 3 1/2φm (3), quadratic convergence with respect to α can be obtained. The conditions at this time are that when φm = 90°, R 1 =
R 2 = rm, and when φm = 60°, R 1 = R 2 =
It is 0.192rm. At this time, the results of calculations of other aberration coefficients are shown in the following table. For comparison, data on straight boundaries are also shown.
【表】
この表から、曲線境界のものはA〓〓が0となる
が、他の収差係数は直線境界のものに比べていず
れも大きな値を示し、したがつて、磁場の境界面
に曲りをつけることも収差を小さくする上で効果
的でないと言える。
さらに、直線境界の磁場について、入出射の角
度(ε1、ε2)および偏向角(φm)を変えたとき、
4個の2次収差係数と他の重要なイオン光学的パ
ラメータがどのように変化するかを測定した測定
結果から、ε1=ε2=εとしたとき、
tanε=(0.68〜0.69)tanφm/2 ……(3)
を満足するように、入出射の角度(ε1、ε2)およ
び偏向角(φm)を設定すれば、質量分散が大き
く、収差係数が小さくなり、しかも単収束型質量
分析装置の形状も小形化されることが知られてい
る。
ところで、同位体の分析では、存在比が著しく
異なる元素を質量分析する場合が多い。ヘリウム
(He)を例に取ると、3He/4He=10-6〜10-8にも
なる。このような場合、質量分析装置中の3Heイ
オンのイオン数は数10個にも満たない。この3He
イオンを通常の単収束型質量分析装置で検出しよ
うとすると、4Heイオンの散乱、反射、迷走もし
くは浮遊等により、ノイズレベルが上昇し、3He
を検出するのが著しく困難となる。
そこで、このような同位体の分析に、上記のよ
うに質量分散が大きく、かつ収束係数の大きい単
収束型質量分析装置が有効に使用できる。しか
し、この単収束型質量分析装置が従来の単収束型
質量分析装置のたとえば1/3程度に小形化された
場合、散乱、反射、迷走もしくは浮遊等による
4Heイオンの空間密度が3倍以上に高くなり、満
足なS/N比を得ることができなくなるという問
題があつた。
(発明の目的)
本発明は従来の質量分析装置における上記問題
点に鑑みてなされたものであつて、存在比が著し
く異なる元素の検出を低ノイズで精度よく測定す
るようにした質量分析装置を提供することを目的
としている。
(発明の構成)
このため、本発明は、扇形一様磁場からなる磁
場分析部から検出部に到るイオン軌道から外れた
イオンを排除するイオン排除手段を備えているこ
とを特徴としている。上記イオン排除手段は好ま
しくは磁場分析部から結像スリツトに到るイオン
軌道を取り囲むように設けられるとともにアース
に接地された金属パイプ、磁場分析部と結像スリ
ツトとの間に配置されるとともにアースに接地さ
れた複数枚のスリツト付の電極板もしくは結像ス
リツトと検出部との間に配置された複数枚の偏向
電極である。
(発明の効果)
本発明によれば、磁場分析部と検出部との間に
磁場分析部から検出部に到るイオン軌道から外れ
たイオンを排除するイオン排除手段を設けて散
乱、反射、迷走もしくは浮遊等によるイオン検出
部に到達しないようにしたので、同位体の分析の
ように存在比が著しく異なる元素を質量分析する
場合にも、同位体比の分析をきわめて低ノイズで
精度よく行うことができる。
(実施例)
以下、添付図面を参照しつゝ本発明の実施例を
説明する。
真空排気系により高真空に排気される図示しな
い真空容器の中に、イオン化室11を設ける。こ
のイオン化室11の中でイオン化された粒子(通
常は正イオン)は、電極12によつて加速され、
エネルギーを得、そして出射スリツト13から粒
子線14として引き出される。粒子線14は、次
いで、磁場分析部である扇形一様磁場15の下で
ローレンツ力によりその質量と電荷とに応じて曲
げられる。第1図において、扇形一様磁場15を
発生する磁石ポールピース面は、第1図の上側と
下側とに設けられ、磁界の方向は紙面に下向きで
ある。扇形一様磁場15を出て、順次、金属パイ
プ16、複数枚のスリツト付きの電極板17、結
像スリツト18および複数枚のスリツト付きの偏
向電極19を経た粒子線14の強度は、検出部で
ある2次電子増倍管20で増幅され、増幅器21
により電気信号として検出される。上記扇形一様
磁場15の強度を連続的に変化させると、扇形一
様磁場15の強度に対する増幅器21の出力から
時系列的にイオン種の弁別を行うことができる。
上記金属パイプ16は、磁場分析部15から結
像スリツト18に到る粒子線14のイオン軌道2
2を取り囲むように、磁場分析部15寄りに配置
されている。金属パイプ16はアースに接地され
ている。
一方、上記電極板17は、金属パイプ16と結
像スリツト18との間に配置されるとともに、そ
のスリツト17aが上記イオン軌道22に沿うよ
うに配列されている。上記電極板17は、イオン
軌道22を外れて真空容器内で散乱、反射、迷走
もしくは浮遊するイオンが隣接する電極板17,
17に侵入しないようにするため、その端部をイ
オンが飛行する向きに折曲しておくことが好まし
い。電極板17はアースに接地される。
また、偏向電極19は、結像スリツト18と2
次電子増倍管20との間に配置されるとともに、
電極板17と同様に、そのスリツト19aが結像
スリツト18から2次電子増倍管20に到るイオ
ン軌道22に沿うように配置されている。上記偏
向電極19は、その一つに正(プラス)の高電圧
E1が印加され、残るものはアースに接地される。
質量分析装置をこのような構成とすれば、扇形
一様磁場15を出たイオンは、金属パイプ16を
通過し、電極板17のスリツト17aを通過した
後、結像スリツト18に入射するが、イオン軌道
22から外れたイオンは金属パイプ16に入射せ
ず、金属パイプ16外に出る。金属パイプ16外
に出たイオンは、この金属パイプ16内のイオン
軌道22に入ることはなくなる。
また、金属パイプ16にも極く僅かイオン軌道
22から外れたイオンが入射される可能性がある
が、これらのイオンは金属パイプ16内で散乱さ
れ、次の電極板17の間からイオン軌道22外へ
散乱されて排除されてしまい、結像スリツト18
に入射することはない。
結像スリツト18を通過したイオンで、検出す
るイオンの理論上のイオンエネルギよりも低いエ
ネルギを有するイオンは、正の高電圧E1が印加
された偏向電極19により反発され、イオン軌道
22外へ排除される。
このようにして、イオン軌道22を外れだイオ
ンは、順次、金属パイプ16、電極板17および
偏向電極19でイオン軌道22の外へ排除される
ので、2次電子増倍管20には、イオン軌道22
を飛行した理論上のイオンエネルギを有するイオ
ンが入射することになる。従つて、存在比が著し
く異なる元素を低ノイズで検出できる。
ちなみに、第1図の質量分析装置により3Heの
検出を行なつたところ、第2図に示す結果を得
た。また、第1図の質量分析装置において金属パ
イプ16、電極板17および偏向電極19を有し
ていないものにより3Heの検出を行つたところ、
第3図に示す結果を得た。
この第2図と第3図とを比較すれば明らかなよ
うに、第1図の質量分析装置では、ノイズレベル
が大幅に低く、3Heが高い精度で検出されている
ことが分る。[Table] From this table, A〓〓 is 0 for the curved boundary, but the other aberration coefficients all show larger values compared to the straight boundary. It can also be said that adding a lens is not effective in reducing aberrations. Furthermore, when changing the input and output angles (ε 1 , ε 2 ) and the deflection angle (φm) for the linear boundary magnetic field,
From the measurement results of how the four second-order aberration coefficients and other important ion optical parameters change, when ε 1 = ε 2 = ε, tanε = (0.68 to 0.69) tanφm/ 2 If the angles of incidence and exit (ε 1 , ε 2 ) and angle of deflection (φm) are set to satisfy ...(3), the mass dispersion will be large, the aberration coefficient will be small, and a single converging mass will be achieved. It is known that the shape of analyzers is also becoming smaller. By the way, in isotope analysis, mass spectrometry is often applied to elements with significantly different abundance ratios. Taking helium (He) as an example, 3 He/ 4 He = 10 -6 to 10 -8 . In such a case, the number of 3 He ions in the mass spectrometer is less than several dozen. This 3 He
When trying to detect ions with a normal single focusing mass spectrometer, the noise level increases due to scattering, reflection, straying or floating of 4 He ions, and 3 He
becomes extremely difficult to detect. Therefore, for the analysis of such isotopes, a single convergence mass spectrometer having a large mass dispersion and a large convergence coefficient as described above can be effectively used. However, if this single convergence mass spectrometer is downsized to, say, 1/3 of the size of a conventional single convergence mass spectrometer, scattering, reflection, straying, floating, etc.
4 The problem was that the spatial density of He ions increased by more than three times, making it impossible to obtain a satisfactory S/N ratio. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in conventional mass spectrometers, and provides a mass spectrometer that detects elements with significantly different abundance ratios with low noise and high accuracy. is intended to provide. (Structure of the Invention) Therefore, the present invention is characterized in that it includes an ion exclusion means for eliminating ions that have deviated from the ion trajectory from the magnetic field analysis section to the detection section, which is made up of a fan-shaped uniform magnetic field. The ion removal means is preferably a metal pipe that is provided to surround the ion trajectory from the magnetic field analysis section to the imaging slit and is grounded, and a metal pipe that is arranged between the magnetic field analysis section and the imaging slit and that is grounded. These are a plurality of electrode plates with slits grounded to the ground, or a plurality of deflection electrodes arranged between the imaging slit and the detection section. (Effects of the Invention) According to the present invention, an ion exclusion means is provided between the magnetic field analysis section and the detection section to exclude ions that have deviated from the ion trajectory from the magnetic field analysis section to the detection section. Or, since it prevents ions from reaching the detection unit due to floating, etc., it is possible to perform isotope ratio analysis with extremely low noise and high accuracy even when performing mass spectrometry of elements with significantly different abundance ratios such as isotope analysis. I can do it. (Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. An ionization chamber 11 is provided in a vacuum container (not shown) which is evacuated to a high vacuum by a vacuum evacuation system. Particles (usually positive ions) ionized in this ionization chamber 11 are accelerated by an electrode 12,
Energy is obtained and extracted as a particle beam 14 from the exit slit 13. The particle beam 14 is then bent according to its mass and charge by the Lorentz force under a fan-shaped uniform magnetic field 15 which is a magnetic field analysis section. In FIG. 1, magnet pole piece surfaces that generate a sector-shaped uniform magnetic field 15 are provided on the upper and lower sides of the figure, and the direction of the magnetic field is downward in the plane of the paper. The intensity of the particle beam 14 that exits the fan-shaped uniform magnetic field 15 and passes through the metal pipe 16, the electrode plate 17 with a plurality of slits, the imaging slit 18, and the deflection electrode 19 with a plurality of slits is determined by the detection unit. is amplified by a secondary electron multiplier tube 20, and an amplifier 21
is detected as an electrical signal. By continuously changing the intensity of the sector-shaped uniform magnetic field 15, ion species can be discriminated in time series based on the output of the amplifier 21 with respect to the intensity of the sector-shaped uniform magnetic field 15. The metal pipe 16 is connected to the ion trajectory 2 of the particle beam 14 from the magnetic field analyzer 15 to the imaging slit 18.
It is arranged near the magnetic field analysis section 15 so as to surround the magnetic field analysis section 2 . The metal pipe 16 is grounded. On the other hand, the electrode plate 17 is arranged between the metal pipe 16 and the imaging slit 18, and the slits 17a are arranged along the ion trajectory 22. The electrode plate 17 is an electrode plate 17 adjacent to ions that have left the ion trajectory 22 and are scattered, reflected, strayed, or floating in the vacuum container.
In order to prevent the ions from entering the ions 17, it is preferable to bend the ends thereof in the direction in which the ions fly. The electrode plate 17 is grounded to earth. Further, the deflection electrode 19 is connected to the imaging slit 18 and 2.
While being arranged between the secondary electron multiplier tube 20,
Like the electrode plate 17, its slit 19a is arranged along the ion trajectory 22 from the imaging slit 18 to the secondary electron multiplier 20. One of the deflection electrodes 19 has a positive high voltage.
E 1 is applied and the rest are grounded to earth. If the mass spectrometer is configured like this, the ions leaving the fan-shaped uniform magnetic field 15 pass through the metal pipe 16 and the slit 17a of the electrode plate 17, and then enter the imaging slit 18. Ions that deviate from the ion trajectory 22 do not enter the metal pipe 16, but exit from the metal pipe 16. Ions that have come out of the metal pipe 16 no longer enter the ion trajectory 22 inside the metal pipe 16. Furthermore, there is a possibility that a very small amount of ions that deviate from the ion trajectory 22 will be incident on the metal pipe 16, but these ions will be scattered within the metal pipe 16 and will enter the ion trajectory 22 from between the next electrode plates 17. The image forming slit 18 is scattered and rejected.
It is never incident on . Ions that have passed through the imaging slit 18 and have an energy lower than the theoretical ion energy of the ions to be detected are repelled by the deflection electrode 19 to which a positive high voltage E1 is applied, and exit the ion trajectory 22. be excluded. In this way, the ions that have left the ion orbit 22 are sequentially removed from the ion orbit 22 by the metal pipe 16, the electrode plate 17, and the deflection electrode 19. Orbit 22
Ions having the theoretical ion energy that have flown through will be incident. Therefore, elements with significantly different abundance ratios can be detected with low noise. Incidentally, when 3 He was detected using the mass spectrometer shown in FIG. 1, the results shown in FIG. 2 were obtained. Furthermore, when 3 He was detected using the mass spectrometer shown in FIG. 1 without the metal pipe 16, electrode plate 17, and deflection electrode 19,
The results shown in FIG. 3 were obtained. As is clear from a comparison between Figures 2 and 3, the mass spectrometer shown in Figure 1 has a significantly lower noise level and detects 3 He with high accuracy.
第1図は本発明に係る質量分析装置の一実施例
の説明図、第2図は第1図の構成を有する質量分
析装置を使用して3Heを検出した結果を示すグラ
フ、第3図はイオン排除手段を有しない質量分析
装置を使用して3Heを検出した結果を示すグラ
フ、第4図は扇形一様磁場におけるイオンの偏向
角と入出射角との関係を示す説明図、第5図は
Axと各収差係数の関係を示すグラフである。
14……イオン軌道、15……扇形一様磁場、
16……金属パイプ、17……電極板(17a…
…スリツト、18……結像スリツト、19……偏
向電極(19a……スリツト)、20……2次電
子増倍管、22……イオン軌道。
Fig. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the mass spectrometer according to the present invention, Fig. 2 is a graph showing the results of detecting 3 He using the mass spectrometer having the configuration shown in Fig. 1, and Fig. 3 Figure 4 is a graph showing the results of detecting 3 He using a mass spectrometer without ion exclusion means; Figure 5 is
It is a graph showing the relationship between Ax and each aberration coefficient. 14...Ion orbit, 15...Fan-shaped uniform magnetic field,
16... Metal pipe, 17... Electrode plate (17a...
... slit, 18... imaging slit, 19... deflection electrode (19a... slit), 20... secondary electron multiplier, 22... ion trajectory.
Claims (1)
たイオンが磁場強度に応じて質量が弁別された
後、磁場検出部から結像スリツトを通して検出部
に入射されて検出される質量分析装置において、
上記検出部と磁場分析部との間に磁場分析部から
検出部に到るイオン軌道から外れたイオンを排除
するイオン排除手段を備えていることを特徴とす
る質量分析装置。 2 上記イオン排除手段は磁場分析部から結像ス
リツトに到るイオン軌道を取り囲むように設けら
れるとともにアースに接地された金属パイプであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
質量分析装置。 3 上記イオン排除手段は磁場分析部と結像スリ
ツトとの間に配置されるとともにアースに接地さ
れた複数枚のスリツト付きの電極板であつて、こ
れら電極板はそのスリツトが上記イオン軌道に沿
うように配列されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の質量分析装置。 4 上記電極板はその端部がイオンが飛行する向
きに折曲されていることを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載の質量分析装置。 5 上記イオン排除手段は結像スリツトと検出部
との間に配置された複数枚の偏向電極であつて、
これら偏向電極の一つには正(プラス)の電圧が
印加されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項から第4項のいずれか一に記載の質量分析
装置。[Claims] 1. Ions that are incident on a magnetic field analysis section consisting of a fan-shaped uniform magnetic field have their masses discriminated according to the magnetic field strength, and then enter the detection section from the magnetic field detection section through an imaging slit and are detected. In a mass spectrometer,
A mass spectrometer characterized in that an ion exclusion means is provided between the detection section and the magnetic field analysis section to exclude ions that have deviated from the ion trajectory from the magnetic field analysis section to the detection section. 2. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the ion exclusion means is a metal pipe that is provided to surround the ion trajectory from the magnetic field analysis section to the imaging slit and is grounded. Device. 3. The ion exclusion means is an electrode plate with a plurality of slits arranged between the magnetic field analyzer and the imaging slit and grounded, and the slits of these electrode plates are arranged along the ion trajectory. The mass spectrometer according to claim 1, characterized in that the mass spectrometer is arranged as follows. 4. The mass spectrometer according to claim 3, wherein the electrode plate has an end bent in a direction in which ions fly. 5 The ion exclusion means is a plurality of deflection electrodes arranged between the imaging slit and the detection section,
5. The mass spectrometer according to claim 1, wherein a positive voltage is applied to one of the deflection electrodes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078137A JPS61237357A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078137A JPS61237357A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Mass spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237357A JPS61237357A (en) | 1986-10-22 |
| JPH0572701B2 true JPH0572701B2 (en) | 1993-10-12 |
Family
ID=13653489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60078137A Granted JPS61237357A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61237357A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3649836B2 (en) * | 1997-01-23 | 2005-05-18 | 株式会社アルバック | Method for improving resolution of magnetic field deflection mass spectrometer for leak detection |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60078137A patent/JPS61237357A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61237357A (en) | 1986-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |