DE1938770B2 - BULK SPECTROGRAPH WITH DOUBLE FOCUSING - Google Patents

BULK SPECTROGRAPH WITH DOUBLE FOCUSING

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DE1938770B2 DE19691938770 DE1938770A DE1938770B2 DE 1938770 B2 DE1938770 B2 DE 1938770B2 DE 19691938770 DE19691938770 DE 19691938770 DE 1938770 A DE1938770 A DE 1938770A DE 1938770 B2 DE1938770 B2 DE 1938770B2
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    • H01J49/32Static spectrometers using double focusing
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Description

4040

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Massen-Ipektrographen g~mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a mass spectrograph according to the preamble of the patent claim 1.

Ein Massenspektrograph mit diesen Merkmalen ist ■us dem Buch von ]. H. B e y η ο η »Mass Spectrometry ■nd its Applications, to Organic Chemistry« Verlag Elsevier P. C. 1960, S. 14, Fig. 9 bekannt. Bei diesem von Bainbridge und Jordan angegebenen Massenspektrographen sind die Bedingungen für die Richtungsund Energiefokussierung jedoch jeweils nur für eine Masse gleichzeitig erfüllbar.A mass spectrograph with these features is from the book of]. H. B e y η ο η "Mass Spectrometry ■ nd its Applications, to Organic Chemistry "Verlag Elsevier P. C. 1960, p. 14, Fig. 9 known. With this from Bainbridge and Jordan cited mass spectrographs However, the conditions for directional and energy focusing are only for one Mass can be fulfilled at the same time.

Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von dem obenerwähnten bekannten Massenspektrographen, die Aufgabe zugrunde, einen Massenspektrographen anzugeben, der die Doppelfokussierungsbedingungen für alle Massen erfüllt.The present invention is based on the above-mentioned known mass spectrograph, the The underlying task is to provide a mass spectrograph that meets the double focusing conditions for all Masses met.

Diese Aufgabe wird bei einem Massenspektrogra-This task is performed with a mass spectrometer

Ehen der eingangs angegebenen Art gemäß der rfindung dadurch gelöst, daß eine elektrische Sammelinse im Abstand ihrer Brennweite hinter der den do tnergiebereich begrenzenden Blende und vor dem magnetischen Sektorfeld angeordnet ist.Marriages of the type specified at the beginning according to the rfindung solved in that an electrical collecting lens at the distance of its focal length behind the do Energy range limiting aperture and is arranged in front of the magnetic sector field.

Gegenüber den bekannten Massenspektrographen Vom Mattauch-Herzogschen Typ hat der Erfindungsgetenstand den Vorteil, daß die zugelassenen Winkel- und nergiebereiche der Ionen unabhängig voneinander ♦instellbar sind und die Bildfehler trotz hoher Transmission klein gehalten werden können.Compared to the well-known mass spectrograph of the Mattauch-Herzog type, the invention has the status the advantage that the permitted angle and energy ranges of the ions are independent of one another ♦ are adjustable and the image errors can be kept small despite high transmission.

770 Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Brennweiten der elektrischen Linse sowie einer weiteren Linse, die zusammen mit dem elektrischen Sektorfeld die elektrostatische Abbildungsanordnung bildet, zur Einstellung der Energiefokussierungsbedingung elektrisch verstellbar. Hierdurch läßt sich die optimale Einstellung der Energiefokussierungsbedingung, die im übrigen nicht mit einem exakten Zusammenfallen von Energiezwischenbild und Energieblendenebene identisch sein muß, leicht einstellen. 770 According to a development of the invention, the focal lengths of the electric lens and a Another lens that, together with the electric sector field, forms the electrostatic imaging arrangement forms, electrically adjustable for setting the energy focusing condition. This allows the optimal setting of the energy focusing condition, which, moreover, does not have to be identical with an exact coincidence of the intermediate energy image and the plane of the energy diaphragm, easily set.

Die Einstellung wird in der Praxis dann besonders einfach, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine Vorrichtung zur gemeinsamen Änderung der Brennweiten der beiden elektrischen Linsen vorgesehen ist.The setting is then particularly simple in practice if, according to a further embodiment, a Device for changing the focal lengths of the two electric lenses together is provided.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawing explained; it shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines doppelfokussierenden Massenspektrographen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,1 shows a schematic representation of a double-focusing mass spectrograph according to a first embodiment,

Fig. 2 eine Darstellung des virtuellen Strahlenverlaufs in einem Teil des Massenspektrographen gemäß F i g. 1 undFIG. 2 shows a representation of the virtual beam path in a part of the mass spectrograph according to FIG F i g. 1 and

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfübrungsbeispiels.3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment.

Der in Fig. 1 dargestellte Massenspektrograph enthalt einen Eintrittsspalt 10, vor dem eine nur schematisch angedeutete Ionenquelle 12 angeordnet ist. In Flugrichtung der Ionen folgt auf den Eintrittsspalt 10 eine Aperturblende 14, die unmittelbar vor einem elektrischen Sektorfeld 16 angeordnet ist. Am Ausgang des elektrischen Sektorfeldes 16 ist eine erste elektrische Linse 18 angeordnet, die die parallelen, aber verschieden orientierten Bündel von Ionen verschiedener Energie, die aus dem elektrischen Sektorfeld austreten, in die Ebene einer Energieblende 20 fokussieren, welche im Abstand der Brennweite /"der Linse 18 hinter dieser angeordnet ist. Auf die Energieblende 20 folgt eine zweite elektrische Linse 22. die im Abstand ihrer Brennweite, die gleich der Brennweite /der ersten Linse ist, hinter der Energieblende 20 angeordnet ist und die lonenbündel wieder parallel macht. Die parallelen lonenbündel treten dann in ein magnetisches Sektorfeld 24 ein, an dessen einer Begrenzung sich eine Abbildungsebene 26 befindet, in der z. B. eine photographische Platte angeordnet werden kann.The mass spectrograph shown in Fig. 1 contains an entry slit 10, in front of which only one schematically indicated ion source 12 is arranged. The entry slit 10 follows in the direction of flight of the ions an aperture diaphragm 14 which is arranged directly in front of an electrical sector field 16. At the exit of the electrical sector field 16, a first electrical lens 18 is arranged, which the parallel, but differently oriented bundles of ions of different energies arising from the electric sector field exit, focus in the plane of an energy diaphragm 20, which at the distance of the focal length / "the Lens 18 is arranged behind this. A second electrical lens 22 follows the energy diaphragm 20. those at the distance of their focal length, which is equal to the focal length / of the first lens, behind the energy diaphragm 20 is arranged and makes the ion bundle parallel again. The parallel ion bundles then occur into a magnetic sector field 24, at one boundary of which there is an imaging plane 26, in the z. B. a photographic plate can be arranged.

Bei Massenspektrographen vom Mattauch-Herzogschen Typ fehlen die Linsen 18 und 22, außerdem ist das magnetische Sektorfeld 24 gegenüber der in F i g. 1 dargestellten Lage um 180 Grad bezüglich der mittleren loneneintrittsrichtung gedreht, so daß die Ionen im elektrischen und magnetischen Sektorfeld in entgegengesetzten Richtungen abgelenkt werden. Die Bedingung für Energiefokussierung lautet dannIn the case of mass spectrographs of the Mattauch-Herzog type, the lenses 18 and 22 are missing, and that is magnetic sector field 24 compared to that in FIG. 1 position shown by 180 degrees with respect to the middle Direction of ion entry rotated so that the ions in the electric and magnetic sector fields are in opposite directions Directions are diverted. The condition for energy focusing is then

wobei L2 der Winkel-Dispersionskoeffizient des elektrischen Sektorfeldes und Λ/2 der des magnetischen Sektorfeldes ist (siehe z.B. das Buch von H. Ewald und H. Hintenberger »Methoden und Anwendungen der Massenspektroskopie« Chemieverlag, Weinheim 1953).where L2 is the angular dispersion coefficient of the electric sector field and Λ / 2 that of the magnetic sector field (see, for example, the book by H. Ewald and H. Hintenberger "Methods and Applications of Mass Spectroscopy" Chemieverlag, Weinheim 1953).

Wenn Ionen der Energie eUo das elektrische Sektorfeld 16 parallel zur Austrittsebene verlassen,When ions of energy eUo leave the electrical sector field 16 parallel to the exit plane,

dann sind die Bahnen von Ionen der Energie efL/u+ Δ U) um den Winkelthen the orbits of ions of energy efL / u + Δ U) are around the angle

UAVUAV

gegen die Austrittsachse geneigt- Analoges gilt für das magnetische Sektorfeld bezüglich N2, wenn man 'ich die lonenstrahlen vom Fokussierungsort in der Abbildungsebene 26 ausgehend entgegen der wirklichen Strahlrichtung laufend denkt, für den Winkel ym dieser Ionen- ι ο strahlen bezüglich der Eintrittsachse des magnetischen Sektorfeldes (die mit der Austrittsachse des elektrischen Sektorfeldes zusammenfällt) gilt alsoinclined towards the exit axis - the same applies to the magnetic sector field with respect to N 2 , if one thinks the ion beams from the focussing location in the imaging plane 26, starting from the actual beam direction, for the angle y m of these ion beams with respect to the entry axis of the magnetic sector field (which coincides with the exit axis of the electric sector field)

2U~2U ~

Jm Gegensatz zu den bekannten Massenspektrographen vom Typ Mattauch-Herzog sind bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem elektrischen Sektorfeld 16 und dem magnetischen Sektorfeld 24 die beiden elektrischen Linsen 18 und 22 angeordnet. Die erste Linse 18 entwirft in ihrer Brennebene, die mit der Ebene der Energieblende 20 zusammenfällt, ein Zwischenbild des Eintrittsspaltes 10. i<, Ionen mit der Energie ei/o werden auf der Achse fokussiert, Ionen der Energie e(Uo+ AU)\m AbstandIn contrast to the known mass spectrographs of the Mattauch-Herzog type, the in FIG. 1, the two electric lenses 18 and 22 are arranged between the electric sector field 16 and the magnetic sector field 24. In its focal plane, which coincides with the plane of the energy diaphragm 20, the first lens 18 creates an intermediate image of the entrance slit 10. i <, ions with the energy ei / o are focused on the axis, ions with the energy e (Uo + AU) \ m distance

y =y =

= f L^= f L ^

' 2V'2V

wobei wieder /"die Brennweite der Linse 18 und bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleich der Hälfte des Abstandes d zwischen den beiden Linsen 18 und 22 ist.where again / ″ is the focal length of the lens 18 and, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, is equal to half the distance d between the two lenses 18 and 22.

Wenn man annimmt, daß Ionen einer bestimmten Masse von der Abbildungsebene 26 des magnetischen Sckiorfeldes 24 ausgehen und entgegen der wirklichen Strahlrichtung laufen und nimmt man ferner an, daß Ionen der Energie eU0 durch die Linst 22 auf der in Fig. 1 und 2 strichpunktiert eingezeichneten Achse fokussiert werden, dann werden Ionen der Energie c(Lk+ Δ U) im AbstandIf one assumes that ions of a certain mass emanate from the imaging plane 26 of the magnetic Sckiorfeldes 24 and run against the actual beam direction and one also assumes that ions of energy eU 0 through the line 22 on the line shown in phantom in FIGS Axis are focused, then ions of energy c (Lk + Δ U) are in the distance

N2 V 2Vn N 2 V 2V n

fokussiert. Um Energiefokussierung zu erreichen, muß W= Vm, alsofocused. To achieve energy focusing, W = Vm, so

L2 = N2 (2) L 2 = N 2 (2)

5 °

sein. Diese Bedingung ist aber bei den üblichen Massenspektrographen vom Typ Mattauch-Herzog bis auf das Vorzeichen erfüllt; vgl. Formel (1). Das positive Vorzeichen bedeutet, daß die Ablenkung in beiden Feldern jetzt gleichsinnig erfolgen muß. Im übrigen können die Parameter des Massenspektrographen, insbesondere des elektrischen und des magnetischen Sektorfeldes so bemessen werden, wie es bei Massenspektrographen dieses Typs bekannt ist.be. However, this condition applies to the usual mass spectrographs of the Mattauch-Herzog bis type fulfilled on the sign; see formula (1). The positive sign means that the distraction in both Fields must now take place in the same direction. In addition, the parameters of the mass spectrograph, In particular, the electric and magnetic sector fields can be dimensioned in the same way as in mass spectrographs of this type is known.

Bei dem Massenspektrographen gemäß F i g. 1 to bestimmt nun die Öffnung der Encrgieblende 20, die in der Mitte zwischen den beiden Linsen 18 und 22 angeordnet st, den durc-hgelassenen Encrgiebercich unabhängig von der Strahlapertur. Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Einführung der beiden Linsen 18 und (15 22 ergibt, ist die Möglichkeit der ausschließlich elektrischen Feineinstellung der Doppelfokussierungsbedineuneen. Bei den bekannten Mattauch-Herzogschen Massenspektrographen ist dagegen im allgemeinen zur Feineinstellung der Richtungsfokussierung eine mechanische Verschiebung des Eintrittsspaltes in Richtung des Strahles vorgesehen. Die Feineinstellung der Energiefokussierung geschieht im bekannten Falle durch Verschiebung des Erdungspunktes des elektrischen Sektorfeldes, was im allgemeinen wiederum die Richtungsfokussierung beeinflußt. Bei dem Massenspektrographen gemäß der Erfindung kann auf eine mechanische Verschiebung des Eintrittsspaltes verzichtet werden und die Energiefokussierung kann, wie gesagt, unabhängig von der Richtungsfokussierung einjustiert werden.In the case of the mass spectrograph according to FIG. 1 to now determines the opening of the energy diaphragm 20, which is in the middle between the two lenses 18 and 22 arranged st, the let-through energy area regardless of the beam aperture. Another advantage that results from the introduction of the two lenses 18 and (15 22, there is the possibility of exclusively electrical fine adjustment of the double focusing conditions. In the known Mattauch-Herzog mass spectrographs, however, in general for fine adjustment of the directional focus a mechanical shift of the entrance slit in Direction of the beam provided. The fine adjustment of the energy focus is done in the known case by shifting the grounding point of the electrical sector field, which in turn generally results in the Directional focusing affected. In the mass spectrograph according to the invention, a mechanical displacement of the entrance slit can be dispensed with and the energy focusing can, as said, can be adjusted independently of the directional focus.

Bei Verwendung zweier Linsen tritt eine Doppelfokussierung ganz allgemein dann ein, wenn das von der ersten Linse durch Ionen der Energie ε(υο + Δυ) entworfene Zwischenbild des Eintrittsspaltes mit dem (wieder rückwärts gerechnet) vom Magnetfeld und der zweiten Linse durch Ionen gleicher Energie entworfenen Bild der betreffenden Massenlinie in der Abbildungsebene 26 zusammenfällt. Wie Fig. 2 zeigt, in der die zusammenfallenden Zwischenbilder durch einen senkrechten Pfeil angedeutet sind, läßt sich das Zusammenfallen einfach durch geeignete Einstellung der Brennweiten der beiden Linsen erreichen.When using two lenses, double focusing generally occurs when the intermediate image of the entrance slit designed by the first lens using ions of energy ε (υο + Δυ) with that (again counting backwards) from the magnetic field and the second lens designed by ions of the same energy Image of the relevant mass line in the imaging plane 26 coincides. As FIG. 2 shows, in which the coincident intermediate images are indicated by a vertical arrow, the coincidence can be achieved simply by suitable setting of the focal lengths of the two lenses.

Um Doppelfokussierung aller Massen längs einer Geraden in der Abbildungsebene 26 zu erreichen, ist es nur erforderlich, daß Ionen gleicher Energie parallel ins Magnetfeld eintreten und daß (rückwärts gerechnet) das vom Magnetfeld 24 und der vorgeschalteten Linse 22 durch Ionen der Energie e(Uo+ ΔU) entworfene Zwischenbild mit einem durch Ionen der gleichen Energie entworfenen Zwischenbild des Eintrittsspaltes 10 zusammenfällt. Das Zwischenbild des Eintrittsspaltes 10 kann man auch durch das elektrische Sektorfcld allein erzeugen, wie es bei einem anderen bekannten Massenspektrographen geschieht (siehe das genannte Buch von B e g η ο η ).In order to achieve double focusing of all masses along a straight line in the imaging plane 26, it is only necessary that ions of the same energy enter the magnetic field in parallel and that (calculated backwards) that from the magnetic field 24 and the upstream lens 22 by ions of the energy e (Uo + ΔU ) designed intermediate image coincides with an intermediate image of the entrance slit 10 designed by ions of the same energy. The intermediate image of the entrance slit 10 can also be generated by the electrical sector field alone, as is the case with another known mass spectrograph (see the aforementioned book by B eg η ο η).

Erhebliche Vorteile im Hinblick auf eine hohe Transmission und kleine Bildfehler ergeben sich jedoch, wenn man in bekannter Weise (H. Lieb I, J. Appl. Phys. 38, 5277 [1967]) eine Kombination aus einer elektrostatischen Linse und einem Sektorfeld verwendet, wobei die Linse vor dem Sektorfeld angeordnet ist. Ein Aus.führungsbeispiel, das eine Abbildungsanordnung zur Er2;eugung des Zwischenbildes des Eintriusspaltes 10 aufweist, welche ein elektrisches Sektorfeld 18' und eine vor diesem angeordnete elektrische Linse 16' enthält, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Bedingung für die Doppelfokussierung lautet für den Fall, daß zwischen dem elektrischen Sektorfeld 18' und dem Magnetfeld 24 nur eine Linse, nämlich die vor dem Magnetfeld, vorgesehen ist:However, there are considerable advantages in terms of high transmission and small image errors, if in a known manner (H. Lieb I, J. Appl. Phys. 38, 5277 [1967]) uses a combination of an electrostatic lens and a sector field, wherein the lens is arranged in front of the sector field. An exemplary embodiment that has an imaging arrangement for generating the intermediate image of the inflow gap 10, which has an electrical sector field 18 'and an electrical lens 16 'arranged in front of this is shown in FIG. The condition for the Double focusing is for the case that between the electric sector field 18 'and the magnetic field 24 only one lens, namely the one in front of the magnetic field, is provided:

'-,K2 + leL2 - JnN2 (3)'-, K 2 + l e L 2 - Y n N 2 (3)

Dabei bedeuten:Mean:

rc Hauptradius des elektrischen Sektorfeldes, r c main radius of the electric sector field,

Ic Abstand des Zwischenbildes (und damit der Energieblende 20) von der hinteren Grenze des elektrischen Sektorfeldes, Ic distance of the intermediate image (and thus the energy diaphragm 20) from the rear border of the electric sector field,

f„, Brennweite der vor dem magnetischen Sektorfeld angeordneten Linse, f ", focal length of the lens arranged in front of the magnetic sector field,

K2 Austrittsdispersionskoeffizient des elektrischen Sektorfeldes, K 2 exit dispersion coefficient of the electric sector field,

L1 Winkel-Dispersionskoffizient des elektrischen Sektorfeldes, L 1 angular dispersion coefficient of the electric sector field,

N2 Winkel-Dispersionskoeffizient des magnetischen Sektorfeldes. N 2 angular dispersion coefficient of the magnetic sector field.

Der obenerwähnte Vorteil der ausschließlich elektrischen Feineinstellung der Doppelfokussierung ist auch bei dieser Ausführungsform gegeben.The above mentioned advantage of the exclusively electrical fine adjustment of the double focus is also given in this embodiment.

Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, daß die oben beschriebene Anordnung ebenso wie die Anordnung gemäß F i g. 1 dazu geeignet ist, bestehende konventionelle Massenspektrographen vom Typ Mattauch-Herzog umzubauen um eine unabhängige Einstellung von Apertur und Energiebreite zu ermöglichen. Als Beispiel hierfür soll die Anwendung der Erfindung bei einem bekannten doppelfokussierenden, stigmatisch abbildenden Massenspektrographen erläutert werden, der in der »Zeitschrift für Naturforschung«. Bd. 14a, (1959), S. 129 bis 141, beschrieben ist. Bei diesen bekannten Massenspektrographen werden also wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zwischen dem elektrischen und magnetischen Sektorfeld zwei elektrische Linsen vorgesehen und das Magnetfeld wird um 180° geschwenkt. Die verwendeten Linsen bestehen aus drei zylindrischen Elektroden mit gleichem Innendurchmesser D, die Länge (Dicke) der Mittelelektrode ist D/2 und der Abstand zwischen Mittelelektrode und Außenelektrode je D/4. Bei einem Potential der Mittelelektrode von £Λ. = 0,5 LJu(Ud= Energie der lonen/Elektronenladung) wird dann die Brennweite /=10 D. Macht man D = 1 cm, dann wird / = 10 cm und der Abstand ü beider Linsen voneinander gleich 2i — 20 cm. Diese beiden Linsen werden also mit einer dazwischen angeordneten Energieblende zwischen das elektrische und das magnetische Sektorfeld, deren Abstand 24,6 cm beträgt, gebracht und das Magnetfeld wird um 180c um die Eintrittsrichtung der Ionen gedreht.Finally, it should be pointed out that the arrangement described above, like the arrangement according to FIG. 1 is suitable for converting existing conventional mass spectrographs of the Mattauch-Herzog type in order to enable the aperture and energy width to be set independently. As an example of this, the application of the invention to a known double-focusing, stigmatic imaging mass spectrograph will be explained, which is published in the "Zeitschrift für Naturforschung". Vol. 14a, (1959), pp. 129 to 141. In these known mass spectrographs, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, two electrical lenses are provided between the electrical and magnetic sector fields and the magnetic field is pivoted through 180 °. The lenses used consist of three cylindrical electrodes with the same inner diameter D, the length (thickness) of the center electrode is D / 2 and the distance between the center electrode and the outer electrode is D / 4. With a potential of the center electrode of £ Λ. = 0.5 LJu (Ud = energy of the ion / electron charge) then the focal length becomes / = 10 D. If you make D = 1 cm, then / = 10 cm and the distance ü of the two lenses from each other equals 2i - 20 cm. These two lenses are placed between the electrical and magnetic sector fields with an energy diaphragm in between, the distance between them being 24.6 cm, and the magnetic field is rotated by 180 c around the entry direction of the ions.

An Stelle von axialsymmetrischen Linsen können auch Linsen verwendet werden, die aus Langlochblenden zusammengesetzt sind und, analog zu optischen Zylinderlinsen, nur in einer Ebene fokussieren. Sie werden so angeordnet, daß die Fokussierungsebene mit der Ablenkebene des Massenspektrographen zusammenfällt. Instead of axially symmetrical lenses, it is also possible to use lenses made of elongated aperture diaphragms are composed and, analogous to optical cylinder lenses, focus only in one plane. she are arranged so that the plane of focus with the deflection plane of the mass spectrograph coincides.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche: 1938Claims: 1938 1. Massenspektrograph mit Doppelfokussierung, 4er längs des von den Ionen durchlaufenen Weges in l>urchlaufrichtung nacheinander einen Ionenein-Irittsspalt, eine ein elektrisches Sektorfeld enthaltende elektrostatische Abbildungsanordnung, eine Wende zur Begrenzung des Energiebereiches der Ionen, ein homogenes magnetisches Sektorfeld und tine A.ufzeichnungsebene aufweist, bei dem die elektrostatische Abbildungsanordnung so ausgebildet ist, daß in der Ebene der den Energiebereich !«grenzenden Blende Zwischenbilder des Eintrittstpaltes erzeugt werden, die jeweils aus Ionen unter fk-'h gleicher Energie bestehen, und bei dem das magnetische Sektorfeld so angeordnet und ausgebildet ist, daß die Ionen von ihm im gleichen Sinne abgelenkt werden, wie vom elektrischen Sektorfeld, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisehe Sammellinse (22) im Abstand ihrer Brennweite1. Mass spectrograph with double focusing, 4 along the path traversed by the ions in l> direction of passage one after the other an ion inlet gap, an electrostatic imaging assembly containing a sector electric field, a To limit the energy range of the ions, apply a homogeneous magnetic sector field and has tine A. recording plane in which the electrostatic imaging arrangement is so formed is that in the plane of the diaphragm bordering the energy range, there are intermediate images of the entrance slit are generated, each of which consists of ions with fk-'h of the same energy, and in which the magnetic sector field is arranged and designed so that the ions of it in the same sense be deflected, as from the electric sector field, characterized in that an electric Converging lens (22) at a distance from their focal length (f. fm) hinter der den Energiebereich begrenzenden Blende (20) und vor dem magnetischen Sektorfeld (24) angeordnet ist. (f. f m ) is arranged behind the diaphragm (20) delimiting the energy range and in front of the magnetic sector field (24). 2. Massenspektrograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweiten der elektrischen Linse (22) sowie einer weiteren Linse (18), die zusammen mit dem elektrischen Sektorfeld (16) die elektrostatische Abbildungsanordnung bildet, zur Einstellung der Energiefokussierungsbedingung ^o elektrisch verstellbar sind.2. Mass spectrograph according to claim 1, characterized in that the focal lengths of the electrical Lens (22) and another lens (18), which together with the electric sector field (16) the electrostatic imaging arrangement forms for setting the energy focusing condition ^ o are electrically adjustable. 3. Massenspektrograph nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur gemeinsamen Änderung der Brennweiten der beiden elektrischen Linsen (18,22).3. mass spectrograph according to claim 2, characterized by a device for common Change of the focal lengths of the two electric lenses (18,22).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522340A1 (en) * 1985-06-22 1987-01-02 Finnigan Mat Gmbh LENS ARRANGEMENT FOR FOCUSING ELECTRICALLY CHARGED PARTICLES AND MASS SPECTROMETER WITH SUCH A LENS ARRANGEMENT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3522340A1 (en) * 1985-06-22 1987-01-02 Finnigan Mat Gmbh LENS ARRANGEMENT FOR FOCUSING ELECTRICALLY CHARGED PARTICLES AND MASS SPECTROMETER WITH SUCH A LENS ARRANGEMENT

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FR2056163A5 (en) 1971-05-14

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