CN113808904A

CN113808904A - 离子检测器

Info

Publication number: CN113808904A
Application number: CN202110647597.9A
Authority: CN
Inventors: 小林浩之; 高塚清香
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-12-17
Also published as: JP7333292B2; US11521841B2; JP2021197236A; US20210391159A1

Abstract

本发明的一种离子检测器具备：微通道板，其用于接受离子的入射而产生二次电子，将产生的所述二次电子倍增并输出；多个电子冲击型二极管，其在面向所述微通道板侧的电子入射面具有比所述微通道板的有效区域狭窄的有效区域，用于接受从所述微通道板输出的所述二次电子的入射，将入射的上述二次电子倍增并且检测；以及聚焦电极，其配置于所述微通道板与所述电子冲击型二极管之间，用于朝向所述电子冲击型二极管聚焦所述二次电子，所述多个电子冲击型二极管中的彼此相邻的至少一对上述电子冲击型二极管以通过彼此的所述电子入射面形成向所述微通道板侧或向与所述微通道板的相反侧凸出的角部的方式进行配置。

Description

离子检测器

技术领域

本公开涉及离子检测器。本公开所涉及的离子检测器可用于例如质量分析。

背景技术

在专利文献1(专利第4869526号)公开有质量分析仪。该质量分析仪具备：由于离子束而产生二次电子的一对微通道板、检测在微通道板产生的二次电子的一部分的第一阳极、配置于第一阳极的后级并且对检测在微通道板产生且通过第一阳极的穿孔的二次电子的第二阳极。

在专利文献2(专利第4848363号)公开有现有的离子检测器。该现有的离子检测器具备：重合的两个微通道板、检测从微通道板出射的二次电子的大部分的第一集电阳极、检测从微通道板出射的二次电子的其余部分的第二集电阳极。

发明内容

在专利文献1所记载的质量分析仪，通过以对入射的二次电子束赋予特定程度的衰减的方式选择穿孔的横截面面积相对于第一阳极的总横截面面积的比，来实现动态范围的增大。另外，在专利文献2所记载的离子检测器中，通过使用两个尺寸不同的第一集电阳极及第二集电阳极，来实现动态范围的扩大。如上所述，在上述技术领域中期望动态范围的扩大。

另一方面，在专利文献3(特开2017-16918号公报)中记载有一种荷电粒子检测器，其具备：根据荷电粒子的入射而出射二次电子的微通道板、用于将从微通道板出射的二次电子聚焦的聚焦电极、接受聚焦的二次电子的入射且将二次电子倍增并检测的电子冲击型二极管。即使针对这种结构的荷电粒子检测器，也期望扩大动态范围。为此，例如，在专利文献3所记载的荷电粒子检测器，以专利文献1、2中所记载使用多个阳极的方式，可以考虑使用多个电子冲击型二极管。

与之相对，在专利文献2中，平板状的两个阳极并设于同一平面上。当将这种结构如专利文献3的荷电粒子检测器那样应用于通过聚焦电极聚焦二次电子的结构，并且将两个电子冲击型二极管的有效区域并设为同一平面状时，由于难以使该有效区域可靠地包含于由聚焦电极产生的二次电子的聚焦径内，或者为了包含该有效区域而需要较大地设定由聚焦电极的二次电子产生的聚焦径等，因此总增益的可靠的确保可能困难。

因此，本公开的一个方面的目的在于，提供一种离子检测器，能够可靠地确保总增益。

本公开所涉及的离子检测器具备：微通道板，其用于接受离子的入射而产生二次电子，将产生的二次电子倍增并输出；多个电子冲击型二极管，其在面向微通道板侧的电子入射面具有比微通道板的有效区域狭窄的有效区域，用于接受从微通道板输出的二次电子的入射，并将入射的二次电子进行倍增并且检测；以及聚焦电极，其配置于微通道板与电子冲击型二极管之间，用于向电子冲击型二极管聚焦二次电子，多个电子冲击型二极管中的彼此相邻的至少一对电子冲击型二极管以通过彼此的电子入射面形成向微通道板侧或向与微通道板的相反侧凸出的角部的方式进行配置。

该离子检测器为包含微通道板、聚焦电极、及多个电子冲击型二极管的结构。特别是在该离子检测器，多个电子冲击型二极管中的彼此相邻的至少一对电子冲击型二极管以通过彼此的电子入射面形成向微通道板侧或向与微通道板的相反侧凸出的角部的方式进行配置。因此，与彼此的电子入射面配置于同一平面上的情况相比，能够更接近地配置彼此的有效区域。因此，通过更接近地配置多个电子冲击型二极管的有效区域，变得容易使有效区域包含于由聚焦电极产生的二次电子的聚焦径内，或者能够通过聚焦电极在更狭窄的范围聚焦二次电子，进而，能够可靠地确保入射离子的总增益。

也可以是，具备：罩，其配置于聚焦电极与电子冲击型二极管之间，从电子冲击型二极管的二次电子的入射方向观察，形成有比多个电子冲击型二极管的有效区域更宽的开口。在这种情况下，通过罩实现充电的防止。

也可以是，开口为将一对电子冲击型二极管的有效区域排列的方向设为长边方向的长孔。在这种情况下，可以对如上述那样更接近配置有效区域的一对电子冲击型二极管，经由罩的长孔适当地入射二次电子。

也可以是，在多个电子冲击型二极管的各个，在与电子入射面的相反侧设置有用于输出检测信号的输出端子，一对电子冲击型二极管的输出端子以形成向电子入射面侧或向与电子入射面的相反侧凸出的角部的方式进行配置。在如上述那样接近配置一对电子冲击型二极管的有效区域的情况下，可以以这种方式配置输出端子。

也可以是，具备：电压供给部，其对多个电子冲击型二极管的各个施加驱动电压，电压供给部通过对多个电子冲击型二极管中的至少两个电子冲击型二极管的各个施加相互不同的值的驱动电压，来使彼此的增益不同。在这种情况下，例如，通过在入射离子数少的情况下，采用由增益相对高的电子冲击型二极管的检测，并且在入射离子数多的情况下，采用由增益相对低的电子冲击型二极管的检测，能够在入射离子数的宽范围内得到适当的检测结果。即，在这种情况下，可扩大动态范围。

也可以是，从电子冲击型二极管的二次电子的入射方向观察，电子冲击型二极管包含有效区域和位于有效区域的周围的非有效区域，从入射方向观察时，有效区域相对于非有效区域的中心至少偏向一个方向，一对电子冲击型二极管以有效区域的偏向侧相邻的方式进行配置。在这种情况下，通过更接近地配置一对电子冲击型二极管的有效区域，可以消减死区。

也可以是，具备：掩模，其配置于聚焦电极与电子冲击型二极管之间，遮蔽入射于至少一个电子冲击型二极管的二次电子的一部分。如上所述，通过使用掩模，可以进行入射离子的增益的控制。

也可以是，掩模形成于电子冲击型二极管的电子入射面，也可以是，掩模从电子冲击型二极管的电子入射面分开地配置。

根据本公开，可以提供能够可靠地确保总增益的离子检测器。

附图说明

图1(a)是示出一实施方式所涉及的离子检测器的图，是整体的截面图。

图1(b)是图1(a)所示的电子冲击型二极管的俯视图。

图2(a)是局部放大示出图1(a)所示的离子检测器的图，是图1(a)的区域AR的放大图。

图2(b)是区域AR的局部的侧视图。

图3是示出图1的(a)、(b)、及图2的(a)、(b)所示的离子检测器的一例的示意性的电路图。

图4(a)是用于说明图1的(a)、(b)、图2的(a)、(b)、及图3所示的离子检测器的作用·效果的图表，关于使用了一个电子冲击型二极管的情况(或以相同的增益使用多个电子冲击型二极管的情况)的例子。

图4(b)是用于说明图1的(a)、(b)、图2的(a)、(b)、及图3所示的离子检测器的作用·效果的图表，关于实施方式所涉及的离子检测器。

图5是变形例所涉及的离子检测器的示意性的电路图。

图6是另一变形例所涉及的离子检测器的示意性的电路图。

图7(a)是电子冲击型二极管的变形例所涉及的俯视图。

图7(b)是电子冲击型二极管的变形例所涉及的俯视图。

具体实施方式

以下，对一实施方式所涉及的离子检测器进行说明。在各图的说明中，对相同或相当的要素标注相互相同的符号，有时省略重复的说明。

图1(a)是示出一实施方式所涉及的离子检测器的图，是整体的截面图。图1(b)是图1(a)所示的电子冲击型二极管的俯视图。如图1的(a)、(b)所示，离子检测器1具备第一单元100和第二单元200。第一单元100具有微通道板(MCP110)、电子透镜120、以及网状电极130。离子检测器1可用于例如质量分析。

MCP110呈具有输入面110a和输入面110a的相反侧的输出面110b的圆形板状。MCP110被输入侧电极111和输出侧电极112把持。作为一例，MCP110包含以铅玻璃为主要成分的薄型圆盘状的构造体即主体，在主体，形成有除了圆环状的外周部之外沿着厚度方向(从输入面110a向输出面110b的方向)延伸的多个贯通孔即通道。另外，在输入面110a的外周部、及输出面110b的外周部形成有电极。

MCP110用于从输入面110a接受离子的入射而产生二次电子，并将产生的二次电子进行倍增并且从输出面110b输出。MCP110的增益由与MCP110的厚度对应的通道长度与通道径的比以及材料固有的二次电子发射系数确定，例如为1～10⁴程度(例如200)。

在输入侧电极111及输出侧电极112形成有开口A1。开口A1与输入面110a及输出面110b正交，并且形成为以穿过MCP110的中心的基准轴Ax为中心的圆形。开口A1规定MCP110的有效区域110P。即，从沿着基准轴Ax的方向观察，MCP110的从开口A1露出的区域被规定为MCP110的有效区域110P。

电子透镜120配置于MCP110的输出面110b侧。电子透镜120包含各自以包围基准轴Ax的方式配置的一对聚焦电极121、122。聚焦电极121、122形成为以基准轴Ax为中心的圆筒状。聚焦电极121经由绝缘间隔件固定于网状电极130，聚焦电极122经由绝缘间隔件固定于聚焦电极121。即，网状电极130配置于MCP110与电子透镜120(聚焦电极121)之间。

网状电极130的电位比MCP110的输出面110b的电位高。网状电极130具有使电子加速，并且相对地减少角度分量，提高电子的会聚性的功能。聚焦电极121、122配置于MCP110与后述的电子冲击型二极管之间，用于将从MCP110输出的二次电子向电子冲击型二极管聚焦。

图2(a)是局部放大示出图1的(a)所示的离子检测器的图，是图1(a)的区域AR的放大图。图2(b)是区域AR的局部的侧视图。如图1的(a)、(b)、及图2的(a)、(b)所示，第二单元200设置于聚焦电极122的与MCP110的相反侧。第二单元200具有罩210和多个(在此为两个)电子冲击型二极管220A、220B。

电子冲击型二极管220A、220B为单通道的元件。电子冲击型二极管220A、220B分别用于接受从MCP110输出且被聚焦电极121、122聚焦的二次电子的入射，并且将入射的二次电子倍增并且检测。电子冲击型二极管220A、220B例如为雪崩二极管。在这种情况下，电子冲击型二极管220A、220B的增益，例如，在电子碰撞增益为100～800(例如400)，在雪崩增益为1～10²(例如50)。由此，离子检测器1的总增益例如为10⁶程度(作为一例，4×10⁶)。

电子冲击型二极管220A搭载于基板203A。基板203A经由绝缘间隔件201安装于聚焦电极122，并且固定于构成离子检测器1的底部的基体202。电子冲击型二极管220B同样搭载于固定在基体202的基板203B。

电子冲击型二极管220A包含面向MCP110及聚焦电极121、122侧并且接受二次电子的入射的电子入射面200A。电子冲击型二极管220A包含：从二次电子的入射方向(沿着基准轴Ax的方向)观察位于电子入射面200A的中心，且检测电子的有效区域221A；以及位于有效区域221A的周围，且被例如掩模覆盖而不检测电子的非有效区域222A。

电子冲击型二极管220B包含面向MCP110及聚焦电极121、122侧并且接受二次电子的入射的电子入射面200B。电子冲击型二极管220B包含：从二次电子的入射方向(沿着基准轴Ax的方向)观察位于电子入射面200B的中心，且检测电子的有效区域221B；以及位于有效区域221B的周围，且被例如掩模覆盖而不检测电子的非有效区域222B。电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B比MC P110的有效区域110P狭窄。电子冲击型二极管220A、220B各自的有效区域221A、221B包含于在电子入射面200A、200B的由聚焦电极121、122产生的二次电子的聚焦范围。

在此，电子冲击型二极管220A、220B以基准轴Ax为中心对称地配置。更具体而言，一对电子冲击型二极管220A、220B以通过彼此的电子入射面200A、200B(或通过延长电子入射面200A、200B的平面)形成向与MCP110的相反侧凸出的角部的方式进行配置，并且经由基板203A、203B支承于基体202。在此，通过电子入射面200A、200B形成的角部将基准轴Ax作为顶点。此外，在此，搭载电子冲击型二极管220A、220B的基板203A、203B本身以形成向与MCP110的相反侧凸出的角部的方式倾斜。

由此，例如，与将电子冲击型二极管220A、220B以电子入射面200A、200B位于同一平面上的方式进行配置的情况相比，电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B之间的距离DA被缩短。即，将有效区域221A、221B接近配置。

另一方面，在电子冲击型二极管220A设置有用于输出二次电子的检测信号的输出端子223A(输出端口(同轴连接器))。输出端子223A从在基板203A与设置有电子冲击型二极管220A的面相反侧的面突出并延伸。另外，在电子冲击型二极管220B上设置有同样目的的输出端子223B(输出端口(同轴连接器))。输出端子223B从基板203B的与设置有电子冲击型二极管220B的面相反侧的面突出并延伸。

而且，输出端子223A、223B(输出端子223A、223B的延伸方向的延长线)以形成向电子入射面200A、200B及MCP110侧凸出的角部的方式进行配置。在此，由电子入射面200A、200B形成的角部和由输出端子223A、223B形成的角部互相向反方向凸出。

罩210配置于聚焦电极122与电子冲击型二极管220A、220B之间，例如经由绝缘间隔件201等夹持于聚焦电极122和基体202。在罩210上形成有以基准轴Ax为中心的开口A2。从电子冲击型二极管220A、220B的二次电子的入射方向观察，开口A2比电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B宽。特别是开口A2是将有效区域221A、221B排列的方向设为长边方向的长孔。由此，从电子冲击型二极管220A、220B的二次电子的入射方向观察，有效区域221A、221B从开口A2露出。此外，开口A2比开口A1狭窄。罩210由例如不锈钢构成。

接着，对离子检测器1的电连接关系进行说明。图3是示出图1的(a)、(b)、及图2的(a)、(b)所示的离子检测器的一例的示意性的电路图。如图3所示，离子检测器1具备主要部和电压供给电路。主要部由上述的第一单元100及第二单元200构成。在第一单元100，MCP110的输入面110a与输出面110b之间的电阻值例如为30MΩ。网状电极130连接于电阻R1与电阻R2之间，并且经由电阻R2连接于接地电位GND。聚焦电极121设定成与MCP110的输出面110b同电位。聚焦电极122经由电阻R3连接于负电位。

在第二单元200，电子冲击型二极管220A具备经由电阻R4连接于负电位的一个端子和经由电容C1连接于接地电位GND的另一个端子。电子冲击型二极管220A的检测信号从连接于输出端子223A的信号线500A取出。电子冲击型二极管220B具备经由电阻R5连接于负电位的一个端子和经由电容C2连接于接地电位GND的另一个端子。电子冲击型二极管220B的检测信号从连接于输出端子223B的信号线500B取出。

电压供给电路包含电源部300及电源部(电压供给部)400。电源部300包含用于经由端子T1设定MCP110的输入面110a的电位的电源V1、以及用于在连接于MCP110的输出面110b的端子T2与端子T1之间确保规定的电位差的电源V2。电源V1配置于接地电位GND与端子T1之间，生成用于将端子T1的电位设定成例如-7kV的电动势。电源V2以确保例如0～3.5kV程度的电位差作为输入面110a与输出面110b的电位差的方式，生成电动势。

电源部400包含经由端子T3及电阻R4连接于电子冲击型二极管220A的一个端子的电源V3以及经由端子T4及电阻R5连接于电子冲击型二极管220B的一个端子的电源V4。电源V3配置于接地电位GN D与端子T3之间，生成用于将端子T3的电位设定成例如350V的电动势。电源V4配置于接地电位GND与端子T4之间，生成用于将端子T4的电位设定成与端子T3的电位不同的电位即例如250V的电动势。

即，电源部400用于对电子冲击型二极管220A、220B的各自施加驱动电压，通过对电子冲击型二极管220A、220B的各自施加相互不同的值的驱动电压，使彼此的增益不同。电子冲击型二极管220A、220B的增益的差例如为10倍程度。如上所述，在离子检测器1，从MCP110出射的二次电子被聚焦电极121、122聚焦，并且输入增益不同的多个(在此为两个)电子冲击型二极管220A、220B。

接着，对离子检测器1的作用·效果进行说明。图4(a)是用于说明图1的(a)、(b)、图2的(a)、(b)、及图3所示的离子检测器的作用·效果的图表，关于使用了一个电子冲击型二极管的情况(或，以相同增益使用多个电子冲击型二极管的情况)的例子。

图4(b)是用于说明图1的(a)、(b)、图2的(a)、(b)、及图3所示的离子检测器的作用·效果的图表，关于实施方式所涉及的离子检测器。在这种情况下，在增益相对高的情况下(线L1)，当大量的离子入射于离子检测器时(入射离子数变大时)，产生检测器的饱和或数字转换器中的超范围。另一方面，在这种情况下，在增益相对低的情况下(线L2)，单离子的检测困难。因此，需要一边变更增益一边进行多次测定。

与之相对，如图4(b)所示，在本实施方式所涉及的离子检测器1，在入射离子数小的情况下，能够利用增益相对高的电子冲击型二极管的检测信号(线L3)适当检测单离子，并且在入射离子数大的情况下，增益相对低，利用饱和的入射离子数的上限大的电子冲击型二极管的检测信号(线L4)，可以降低检测器的饱和的影响。即，根据离子检测器1，实现动态范围的扩大。图4(b)是用于说明图1的(a)、(b)、图2的(a)、(b)、及图3所示的离子检测器的作用·效果的图表，关于实施方式所涉及的离子检测器。

此外，在离子检测器1，电源部400，对电子冲击型二极管220A、220B，以使增益相对高的电子冲击型二极管的检测范围(在此为入射离子数1～1000程度的范围)和增益相对低的电子冲击型二极管的检测范围(在此为入射离子数10～10000程度的范围)具有相互部分地重复的重复范围S的方式，施加驱动电压。

重复范围S是增益相对低的电子冲击型二极管的可检测的入射离子数的下限(在此为10程度)与增益相对高的电子冲击型二极管的可检测的入射离子数的上限(在此为1000程度)之间的范围。通过设置这样的重复范围S，能够利用该重复范围S，进行增益相互不同的电子冲击型二极管的校准。

如以上进行的说明，离子检测器1为包含MCP110、聚焦电极121、122、以及电子冲击型二极管220A、220B的结构。特别是在离子检测器1，彼此相邻的一对电子冲击型二极管220A、220B以通过彼此的电子入射面200A、200B形成向与MCP110的相反侧凸出的角部的方式进行配置。因此，与将彼此的电子入射面200A、200B配置于同一平面上的情况相比，能够更接近地配置彼此的有效区域221A、221B。

因此，通过更接近地配置电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B，能够使有效区域221A、221B包含于由聚焦电极121、122产生的二次电子的聚焦径内，或者能够通过聚焦电极121、122在更狭窄的范围内聚焦二次电子，进而，能够可靠地确保入射离子的总增益。

另外，即使在以上结构的离子检测器1也期望动态范围的扩大。因此，在该离子检测器1，通过电源部400对两个电子冲击型二极管220A、220B的各自施加相互不同的值的驱动电压，而使彼此的增益不同。由此，例如，通过在入射离子数少的情况下，采用由增益相对高的电子冲击型二极管的检测，并且在入射离子数多的情况下，采用由增益相对低的电子冲击型二极管的检测，能够在入射离子数的宽范围得到适当的检测结果。即，根据该离子检测器1，能够扩大动态范围。此外，在离子检测器1，在如上所述使用增益不同的多个电子冲击型二极管时，通过使用多个单通道的元件，与使用多通道的元件的情况相比，可以抑制串扰。

另外，在离子检测器1，电子冲击型二极管220A、220B的各自的有效区域221A、221B包含于由聚焦电极121、122产生的二次电子的聚焦范围。因此，能够同样地使二次电子入射于电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B。

另外，离子检测器1配置于聚焦电极121、122与电子冲击型二极管220A、220B之间，具备：罩210，其形成有从电子冲击型二极管220A、220B的二次电子的入射方向观察比有效区域221A、221B宽的开口A2。因此，通过罩210可以实现充电的防止。

另外，在离子检测器1，开口A2是将电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B排列的方向设为长边方向的长孔。因此，可以对如上述那样更接近配置有效区域221A、221B的一对电子冲击型二极管220A、220B，经由罩210的长孔适当地入射二次电子。

另外，在离子检测器1，在电子冲击型二极管220A、220B的各自上，在与电子入射面200A、200B的相反侧设置有用于输出检测信号的输出端子223A、223B。而且，输出端子223A、223B以形成向电子入射面200A、200B侧凸出的角部的方式进行配置。在如上述那样接近配置一对电子冲击型二极管220A、220B的有效区域221A、221B的情况下，可以如上配置输出端子223A、223B。

以上的实施方式为示出本公开所涉及的离子检测器的一例。因此，本公开所涉及的离子检测器可以将上述的离子检测器任意变形。接下来，对变形例进行说明。

图5是变形例所涉及的离子检测器的示意性的电路图。如图5所示，与离子检测器1相比，离子检测器1A在代替电源部400而具备电源部400A这一点与离子检测器1不同，在其它的点与离子检测器1一致。电源部(电压供给部)400A包含经由电阻R6、端子T3、及电阻R4连接于电子冲击型二极管220A的一个端子，并且经由电阻R7、端子T4、及电阻R5连接于电子冲击型二极管220B的一个端子的单一电源V5。另外，电源部400A包含电阻R6与接地电位GND之间介有的齐纳二极管D1和电阻R7与接地电位GND之间介有的齐纳二极管D2。

通过这种电源部400A，例如通过调整电阻R6与电阻R7的电阻值的相对关系，还可以对两个电子冲击型二极管220A、220B的各自，施加相互不同的值的驱动电压，使彼此的增益不同。另外，在离子检测器1，通过使用齐纳二极管D1、D2，可以通过一个电源V5向两个电子冲击型二极管220A、220B供给电压。

图6是另一变形例所涉及的离子检测器的示意性的电路图。如图6所示，离子检测器1B包含作为电压供给电路的电源部600。在电源部600，电源V1经由端子T1连接于MCP110的输入面110a。电源V1具有用于浮动离子检测器1B的功能。电源部600具有电源V6及电源V7。电源V6介设于连接于输入面110a的端子T1与连接于输出面110b的端子T2之间。电源V6用于向MCP110施加电压(例如0V～1000V)。电源V7介设于端子T2与端子T3之间。电源V7用于向比MCP110更后级的聚焦电极121、122及电子冲击型二极管220A、220B供给电压(例如3kV～7kV)。

另外，电阻R1、R2成为用于向网状电极130及聚焦电极121、122供给电位的泄放电阻。电容C1、C2形成高速信号可经由接地电位GND以低阻抗返回至电子冲击型二极管220A、220B的另一个端子的回路。电容C1、C2和电阻R4、R5构成低通滤波器，具有除去电源噪声的功能。电阻R3具有用于防止聚焦电极122与接地电位GND的耦合的功能。

电容C3设置于与电子冲击型二极管220A的输出端子223A连接的信号线500A，电容C4设置于与电子冲击型二极管220B的输出端子223B连接的信号线500B。电容C3、C4为耦合电容器，一边保持电子冲击型二极管220A、220B的另一个端子的电位一边使高频信号通过。在信号线500A的电容C3的前段连接有电阻R9。另外，在信号线500B的电容C4的前段设置有电阻R10。

电阻R9、R10为阻隔电阻(blocking resistor)，具有一边对电子冲击型二极管220A、220B的一个端子赋予电位，一边防止信号返回至电源部600的功能。在电阻R2与电阻R9、R10之间分别形成有设置齐纳二极管D3的线路和设置电阻R8及齐纳二极管D4的线路。电阻R8具有用于吸收齐纳二极管D3、D4之间的电位差的功能。

离子检测器在检测正负的离子的情况下浮动。此时，通过使用齐纳二极管D3、D4，不增加电源，就可以向电子冲击型二极管220A、220B供给电压。例如，如果作为齐纳二极管D3使用350V的二极管，且对齐纳二极管D4使用250V的二极管，则能够对电子冲击型二极管220A、220B赋予相互不同的电压。

在此，图7(a)是电子冲击型二极管的变形例所涉及的俯视图。如图7(a)所示，在离子检测器1～1B，通过切除电子冲击型二极管220A、220B的一部分，可以更接近地配置有效区域221A、221B。在此，以缩短从二次电子的入射方向观察时的电子冲击型二极管220A、220B的彼此相对的一对边的长度的方式，切除非有效区域222A、222B的一部分。

由此，在电子冲击型二极管220A、220B，从二次电子的入射方向观察时，有效区域221A、221B相对于非有效区域222A、222B的中心偏向一个方向(切除侧)。因此，通过将两个电子冲击型二极管220A、220B以该有效区域221A、221B的偏向侧相邻的方式进行配置，能够实现更接近地配置有效区域221A、221B。

另外，图7(b)是电子冲击型二极管的变形例所涉及的俯视图。如图7(b)所示，离子检测器1～1B可以具备遮蔽入射于多个电子冲击型二极管中的至少一个电子冲击型二极管(在此为电子冲击型二极管220B)的二次电子的一部分的掩模M。掩模M可配置于聚焦电极122与电子冲击型二极管220B之间的任意位置。作为一例，掩模M可以形成于电子冲击型二极管220B的电子入射面200B。在这种情况下，掩模M可以通过例如在电子冲击型二极管220B的工艺后通过对成为电子入射面200B的表面蒸镀Al而形成的成膜，或者在工艺中通过从电子冲击型二极管220的成为电子入射面200B的表面侧的离子注入而形成的成膜等形成。

另一方面，掩模M也可以从电子入射面200B分开地配置。在这种情况下，掩模M也可以通过例如在由聚焦电极121、122聚焦的二次电子的朝向电子冲击型二极管220B的轨道上设置网而形成。另外，在这种情况下，掩模M也可以设置于罩210的开口A2。

另外，也可以通过将多个电子冲击型二极管中的至少一个以其有效区域的一部分位于二次电子的聚焦径的外侧的方式进行偏移配置，控制二次电子向该电子冲击型二极管的入射量。

如以上，在离子检测器1～1B，作为使多个电子冲击型二极管中的至少两个电子冲击型二极管的增益相互不同的方法，可以将使驱动电压不同的方法、使用掩模遮蔽二次电子的方法、以及使有效区域偏移而调整入射的二次电子的量的方法任意组合并采用。即，作为一例，也可以对某一对电子冲击型二极管应用上述方法中的某一个方法，并且对另一对电子冲击型二极管应用上述方法的其它方法。另外，也可以任意应用上述的方法，并且使3个以上的电子冲击型二极管的增益相互不同。

另外，在离子检测器1～1B，从使多个电子冲击型二极管中的至少两个电子冲击型二极管的增益相互不同的观点来看，如图2(b)所示的、将一对电子冲击型二极管220A、220B以通过彼此的电子入射面200A、200B形成向与MCP110的相反侧凸出的角部的方式进行配置的结构不是必须的。另外，在离子检测器1～1B，从更接近配置有效区域210A、210B的观点来看，使至少两个电子冲击型二极管的增益相互不同的结构不是必须的。

另外，也可以：与图2(b)所示的例子相反地，将一对电子冲击型二极管220A、220B以通过彼此的电子入射面200A、200B(或通过延长电子入射面200A、200B的平面)形成向MCP110侧凸出的角部的方式进行配置。在这种情况下，输出端子223A、223B(输出端子223A、223B的延伸方向的延长线)也可以以形成向与电子入射面200A、200B、及MCP110的相反侧凸出的角部的方式进行配置。

另外，上述实施方式中，对具备两个电子冲击型二极管220A、220B的例子进行了说明，但离子检测器1～1B也可以具备3个以上的电子冲击型二极管。

Claims

1.一种离子检测器，其中，

具备：

微通道板，其用于接受离子的入射而产生二次电子，将产生的所述二次电子倍增并输出；

多个电子冲击型二极管，其在面向所述微通道板侧的电子入射面具有比所述微通道板的有效区域狭窄的有效区域，用于接受从所述微通道板输出的所述二次电子的入射，将入射的所述二次电子倍增并且检测；以及

聚焦电极，其配置于所述微通道板与所述电子冲击型二极管之间，用于朝向所述电子冲击型二极管聚焦所述二次电子，

所述多个电子冲击型二极管中的彼此相邻的至少一对所述电子冲击型二极管，以通过彼此的所述电子入射面形成向所述微通道板侧或向与所述微通道板的相反侧凸出的角部的方式进行配置。

2.根据权利要求1所述的离子检测器，其中，

具备：罩，其配置于所述聚焦电极与所述电子冲击型二极管之间，从所述电子冲击型二极管的二次电子的入射方向观察，形成有比所述多个电子冲击型二极管的有效区域更宽的开口。

3.根据权利要求2所述的离子检测器，其中，

所述开口为将所述一对电子冲击型二极管的有效区域排列的方向设为长边方向的长孔。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的离子检测器，其中，

在所述多个电子冲击型二极管的各个，在与所述电子入射面的相反侧设置有用于输出检测信号的输出端子，

所述一对电子冲击型二极管的所述输出端子，以形成向所述电子入射面侧或向与所述电子入射面的相反侧凸出的角部方式进行配置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的离子检测器，其中，

具备：电压供给部，其向所述多个电子冲击型二极管的各个施加驱动电压，

所述电压供给部通过对所述多个电子冲击型二极管中的至少两个所述电子冲击型二极管的各个施加相互不同的值的驱动电压，来使彼此的增益不同。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的离子检测器，其中，

从所述电子冲击型二极管的二次电子的入射方向观察，所述电子冲击型二极管包含所述有效区域和位于所述有效区域的周围的非有效区域，

从所述入射方向观察时，所述有效区域相对于所述非有效区域的中心至少偏向一个方向，

所述一对电子冲击型二极管以所述有效区域的偏向侧相邻的方式进行配置。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的离子检测器，其中，

具备：掩模，其配置于所述聚焦电极与所述电子冲击型二极管之间，遮蔽入射于至少一个所述电子冲击型二极管的所述二次电子的一部分。

8.根据权利要求7所述的离子检测器，其中，

所述掩模形成于所述电子冲击型二极管的所述电子入射面。

9.根据权利要求7所述的离子检测器，其中，

所述掩模从所述电子冲击型二极管的所述电子入射面分开地配置。