JP2003086129A - 飛行時間型質量分析計のイオン光学系 - Google Patents
飛行時間型質量分析計のイオン光学系Info
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- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
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- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円筒電場の軸方向の収束性を持ち、入射角の
調整が容易で、イオンを所定回数だけ確実に周回させる
ことができる飛行時間型質量分析計のイオン光学系を提
供する。 【解決手段】 回転角度６０°の同一形、同一強度の円
筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、同心円筒電極である内側電極１〜
６と外側電極１’〜６’の間の空間に生成される。電場
Ｅ１とＥ６の間には、イオン源で生成された試料イオン
をイオン軌道に向けて入射させるための偏向電場Ｅ０が
配置されている。電場Ｅ１とＥ６の間には、イオン軌道
を飛行してきた試料イオンを外部へ取り出すための偏向
電場Ｅ７が配置されている。電場Ｅ３とＥ４の間には、
イオン軌道を円筒電場の軸方向に平行にずらすための偏
向電場Ｅｉ，Ｅｉ’が配置されている。イオンは、軸心
Ｏに直交する平面に対して平行に円筒電場Ｅ１へ入射さ
れる。イオン軌道は、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’によって周
回ごとに下方に移動して行く。
調整が容易で、イオンを所定回数だけ確実に周回させる
ことができる飛行時間型質量分析計のイオン光学系を提
供する。 【解決手段】 回転角度６０°の同一形、同一強度の円
筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、同心円筒電極である内側電極１〜
６と外側電極１’〜６’の間の空間に生成される。電場
Ｅ１とＥ６の間には、イオン源で生成された試料イオン
をイオン軌道に向けて入射させるための偏向電場Ｅ０が
配置されている。電場Ｅ１とＥ６の間には、イオン軌道
を飛行してきた試料イオンを外部へ取り出すための偏向
電場Ｅ７が配置されている。電場Ｅ３とＥ４の間には、
イオン軌道を円筒電場の軸方向に平行にずらすための偏
向電場Ｅｉ，Ｅｉ’が配置されている。イオンは、軸心
Ｏに直交する平面に対して平行に円筒電場Ｅ１へ入射さ
れる。イオン軌道は、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’によって周
回ごとに下方に移動して行く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、飛行時間型質量
分析計（TOFMS）のイオン光学系に関するものである。
分析計（TOFMS）のイオン光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 飛行時間型質量分析計（TOFMS）にお
いては、一定の加速エネルギーで加速した試料イオンが
質量に応じた飛行速度を持つことに基づき、一定距離を
飛行するのに要する飛行時間を計測して質量を求める。
いては、一定の加速エネルギーで加速した試料イオンが
質量に応じた飛行速度を持つことに基づき、一定距離を
飛行するのに要する飛行時間を計測して質量を求める。
【０００３】飛行時間型質量分析計では、飛行距離が長
い程高い質量分離能が得られるが、飛行距離を長くする
と装置の大型化は避けられない。そこで、大型化を防ぎ
つつ長い飛行距離を実現するために、これまでに多くの
工夫がなされている。
い程高い質量分離能が得られるが、飛行距離を長くする
と装置の大型化は避けられない。そこで、大型化を防ぎ
つつ長い飛行距離を実現するために、これまでに多くの
工夫がなされている。
【０００４】その一つとして、最近では、らせん階段型
のイオン光学系が提案されている（質量分析Vol.48,p.3
03(2000)または特開2000-243345号公報）。この方法で
は、イオンが複数回周回可能なように複数の円筒電場を
配置すると共に、円筒電場の軸に直交する平面に対しイ
オンをθ０傾けて円筒電場に打ち込むことにより、らせ
ん階段を下るように何回もイオンを周回させて飛行距離
を長くしている。
のイオン光学系が提案されている（質量分析Vol.48,p.3
03(2000)または特開2000-243345号公報）。この方法で
は、イオンが複数回周回可能なように複数の円筒電場を
配置すると共に、円筒電場の軸に直交する平面に対しイ
オンをθ０傾けて円筒電場に打ち込むことにより、らせ
ん階段を下るように何回もイオンを周回させて飛行距離
を長くしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 しかし、らせん階段
型のイオン光学系においては、円筒電場にｙ方向（円筒
電場の軸方向）の収束性がないため、イオンの飛行距離
が増すと共にイオンビームが拡がって、周回数の異なる
イオン種が混じる可能性がある。
型のイオン光学系においては、円筒電場にｙ方向（円筒
電場の軸方向）の収束性がないため、イオンの飛行距離
が増すと共にイオンビームが拡がって、周回数の異なる
イオン種が混じる可能性がある。
【０００６】また、円筒電場中におけるイオンの位置や
飛行方向は、イオン打ち込みの際の入射角θ０だけで決
められるので、イオンをらせん階段型イオン光学系のイ
オン取り出し位置に正確に到達させるための入射角θ０
の調整は微妙な調整となって極めて困難である。
飛行方向は、イオン打ち込みの際の入射角θ０だけで決
められるので、イオンをらせん階段型イオン光学系のイ
オン取り出し位置に正確に到達させるための入射角θ０
の調整は微妙な調整となって極めて困難である。
【０００７】本発明は、上述した諸点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、円筒電場の軸方向の収束性を
持ち、入射角θ０の調整が極めて容易で、イオンを所定
回数だけ確実に周回させることができる飛行時間型質量
分析計のイオン光学系を提供することにある。
ものであり、その目的は、円筒電場の軸方向の収束性を
持ち、入射角θ０の調整が極めて容易で、イオンを所定
回数だけ確実に周回させることができる飛行時間型質量
分析計のイオン光学系を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ために、本発明は、イオンが順次通過する複数の円筒電
場を備え、その複数の円筒電場は最後の円筒電場を出射
したイオンが最初に入射した円筒電場に再び入射するよ
うに配置されている飛行時間型質量分析計のイオン光学
系において、前記円筒電場間に、イオン軌道を円筒電場
の軸方向にずらせる偏向電場を備えている。
ために、本発明は、イオンが順次通過する複数の円筒電
場を備え、その複数の円筒電場は最後の円筒電場を出射
したイオンが最初に入射した円筒電場に再び入射するよ
うに配置されている飛行時間型質量分析計のイオン光学
系において、前記円筒電場間に、イオン軌道を円筒電場
の軸方向にずらせる偏向電場を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳説する。
面に基づいて詳説する。
【００１０】図１は、本発明に従う飛行時間型質量分析
計のイオン光学系の一実施例を示す図であり、図１
（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のイオン
軌道中心Ｃに沿ったＡ−Ａ断面図である。
計のイオン光学系の一実施例を示す図であり、図１
（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のイオン
軌道中心Ｃに沿ったＡ−Ａ断面図である。
【００１１】図１（ａ）において、Ｅ１〜Ｅ６は回転角
度６０°の同一形状及び同一強度の円筒電場である。各
円筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、同心円筒電極である内側電極１
〜６と外側電極１’〜６’の間の空間に生成される。
度６０°の同一形状及び同一強度の円筒電場である。各
円筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、同心円筒電極である内側電極１
〜６と外側電極１’〜６’の間の空間に生成される。
【００１２】図１（ａ）に示されているように、６つの
円筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、軸心Ｏを中心として６０°の等
間隔で回転対称に配置され、それにより、正六角形状の
イオン軌道が形成される。
円筒電場Ｅ１〜Ｅ６は、軸心Ｏを中心として６０°の等
間隔で回転対称に配置され、それにより、正六角形状の
イオン軌道が形成される。
【００１３】また、図１（ａ）に示されているように、
電場Ｅ１とＥ６の間には、イオン源で生成された試料イ
オンを正六角形状のイオン軌道に向けて入射させるため
の偏向電場Ｅ０が配置されている。また、同じく電場Ｅ
１とＥ６の間には、正六角形状のイオン軌道を飛行して
きた試料イオンを外部へ取り出すための偏向電場Ｅ７が
配置されている。
電場Ｅ１とＥ６の間には、イオン源で生成された試料イ
オンを正六角形状のイオン軌道に向けて入射させるため
の偏向電場Ｅ０が配置されている。また、同じく電場Ｅ
１とＥ６の間には、正六角形状のイオン軌道を飛行して
きた試料イオンを外部へ取り出すための偏向電場Ｅ７が
配置されている。
【００１４】さらに、本発明においては、図１（ａ）に
示されているように、電場Ｅ３とＥ４の間には、イオン
軌道を円筒電場の軸方向にずらせるための偏向電場Ｅ
ｉ，Ｅｉ’が配置されている。偏向電場Ｅｉは、図１
（ｂ）に示されているように、平行平面コンデンサ７〜
１２のそれぞれの平行平板間に生成される。一方、偏向
電場Ｅｉ’は、図１（ｂ）に示されているように、平行
平面コンデンサ７’〜１２’のそれぞれの平行平板間に
生成される。このように本発明では、円筒電場Ｅ３とＥ
４の間には、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を生成するための平
行平面コンデンサが配置されており、平行平面コンデン
サ７と７’のように２個で１組の平行平面コンデンサ
が、円筒電場の軸方向に６段配置されている。
示されているように、電場Ｅ３とＥ４の間には、イオン
軌道を円筒電場の軸方向にずらせるための偏向電場Ｅ
ｉ，Ｅｉ’が配置されている。偏向電場Ｅｉは、図１
（ｂ）に示されているように、平行平面コンデンサ７〜
１２のそれぞれの平行平板間に生成される。一方、偏向
電場Ｅｉ’は、図１（ｂ）に示されているように、平行
平面コンデンサ７’〜１２’のそれぞれの平行平板間に
生成される。このように本発明では、円筒電場Ｅ３とＥ
４の間には、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を生成するための平
行平面コンデンサが配置されており、平行平面コンデン
サ７と７’のように２個で１組の平行平面コンデンサ
が、円筒電場の軸方向に６段配置されている。
【００１５】そして、前記偏向電場ＥｉとＥｉ’による
イオンの偏向方向は互いに反対であり、偏向量は等し
い。すなわち、円筒電場Ｅ３から偏向電場Ｅｉに入射し
たイオンは、電場Ｅｉによってθだけ下方（−ｙ方向）
に偏向され、一方、電場Ｅｉを通過して偏向電場Ｅｉ’
に入射したイオンは、電場Ｅｉ’によってθだけ上方
（ｙ方向）に偏向される。
イオンの偏向方向は互いに反対であり、偏向量は等し
い。すなわち、円筒電場Ｅ３から偏向電場Ｅｉに入射し
たイオンは、電場Ｅｉによってθだけ下方（−ｙ方向）
に偏向され、一方、電場Ｅｉを通過して偏向電場Ｅｉ’
に入射したイオンは、電場Ｅｉ’によってθだけ上方
（ｙ方向）に偏向される。
【００１６】このような構成において、イオン源で生成
された試料イオンは、軸Ｏと平行に上から下へ向けて飛
行し、偏向電場Ｅ０に入射する。そして、偏向電場Ｅ０
により飛行方向が９０°曲げられた試料イオンは、第１
の円筒電場Ｅ１に入射し、その後、順次円筒電場Ｅ２，
Ｅ３を通過する。上述したように、試料イオンは偏向電
場Ｅ０により９０°曲げられて円筒電場Ｅ１に入射する
ので、試料イオンが円筒電場Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を通過す
る際、その試料イオンの軌道は円筒電場の軸（軸心Ｏ）
に直交する平面上にある。
された試料イオンは、軸Ｏと平行に上から下へ向けて飛
行し、偏向電場Ｅ０に入射する。そして、偏向電場Ｅ０
により飛行方向が９０°曲げられた試料イオンは、第１
の円筒電場Ｅ１に入射し、その後、順次円筒電場Ｅ２，
Ｅ３を通過する。上述したように、試料イオンは偏向電
場Ｅ０により９０°曲げられて円筒電場Ｅ１に入射する
ので、試料イオンが円筒電場Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を通過す
る際、その試料イオンの軌道は円筒電場の軸（軸心Ｏ）
に直交する平面上にある。
【００１７】そして、図１（ｂ）に示されているよう
に、円筒電場Ｅ３を出射した試料イオンは、平行平面コ
ンデンサ７の偏向電場Ｅｉに入射する。この平行平面コ
ンデンサ７の偏向電場Ｅｉに入射したイオンは、その電
場Ｅｉによってθだけ−ｙ方向に偏向され、その後、試
料イオンは平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅｉ’に
入射する。この平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅ
ｉ’に入射したイオンは、その電場Ｅｉ’によってθだ
けｙ方向に偏向される。
に、円筒電場Ｅ３を出射した試料イオンは、平行平面コ
ンデンサ７の偏向電場Ｅｉに入射する。この平行平面コ
ンデンサ７の偏向電場Ｅｉに入射したイオンは、その電
場Ｅｉによってθだけ−ｙ方向に偏向され、その後、試
料イオンは平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅｉ’に
入射する。この平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅ
ｉ’に入射したイオンは、その電場Ｅｉ’によってθだ
けｙ方向に偏向される。
【００１８】このように、本発明では、円筒電場Ｅ３を
出射したイオンビームは、平行平面コンデンサ７の偏向
電場Ｅｉと平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅｉ’に
よって、円筒電場の軸方向に平行にずらされる。
出射したイオンビームは、平行平面コンデンサ７の偏向
電場Ｅｉと平行平面コンデンサ７’の偏向電場Ｅｉ’に
よって、円筒電場の軸方向に平行にずらされる。
【００１９】そして、平行平面コンデンサ７’の偏向電
場Ｅｉ’を出射した試料イオンは、第４の円筒電場Ｅ４
に入射し、その後、順次円筒電場Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，Ｅ
２，Ｅ３を通過する。この間、試料イオンの軌道は円筒
電場の軸に直交する平面上にある。
場Ｅｉ’を出射した試料イオンは、第４の円筒電場Ｅ４
に入射し、その後、順次円筒電場Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，Ｅ
２，Ｅ３を通過する。この間、試料イオンの軌道は円筒
電場の軸に直交する平面上にある。
【００２０】そして、図１（ｂ）に示されているよう
に、円筒電場Ｅ３を出射した試料イオンは、平行平面コ
ンデンサ８の偏向電場Ｅｉに入射する。ここでも、試料
イオンは上述した平行平面コンデンサ７のときと同じ偏
向作用を受け、平行平面コンデンサ８の偏向電場Ｅｉに
入射したイオンは、その電場Ｅｉによってθだけ−ｙ方
向に偏向される。その後、試料イオンは平行平面コンデ
ンサ８’の偏向電場Ｅｉ’に入射し、試料イオンは上述
した平行平面コンデンサ７’のときと同じ偏向作用を受
ける。すなわち、平行平面コンデンサ８’の偏向電場Ｅ
ｉ’に入射したイオンは、その電場Ｅｉ’によってθだ
けｙ方向に偏向される。
に、円筒電場Ｅ３を出射した試料イオンは、平行平面コ
ンデンサ８の偏向電場Ｅｉに入射する。ここでも、試料
イオンは上述した平行平面コンデンサ７のときと同じ偏
向作用を受け、平行平面コンデンサ８の偏向電場Ｅｉに
入射したイオンは、その電場Ｅｉによってθだけ−ｙ方
向に偏向される。その後、試料イオンは平行平面コンデ
ンサ８’の偏向電場Ｅｉ’に入射し、試料イオンは上述
した平行平面コンデンサ７’のときと同じ偏向作用を受
ける。すなわち、平行平面コンデンサ８’の偏向電場Ｅ
ｉ’に入射したイオンは、その電場Ｅｉ’によってθだ
けｙ方向に偏向される。
【００２１】そして、平行平面コンデンサ８’の偏向電
場Ｅｉ’を出射した試料イオンは、前記と同様にして、
順次円筒電場Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を通
過し、その後、平行平面コンデンサ９の偏向電場Ｅｉに
入射する。
場Ｅｉ’を出射した試料イオンは、前記と同様にして、
順次円筒電場Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を通
過し、その後、平行平面コンデンサ９の偏向電場Ｅｉに
入射する。
【００２２】以後、同様にして、試料イオンは、各平行
平面コンデンサ（９〜１２，９’〜１２’）による偏向
電場Ｅｉ，Ｅｉ’によって円筒電場の軸方向に平行にず
らされながら、順次円筒電場Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，
Ｅ２，Ｅ３を通過する。このため、図１（ｂ）に示され
ているように、イオン軌道は円筒電場内で徐々に下方
（−ｙ方向）に移動して行く。
平面コンデンサ（９〜１２，９’〜１２’）による偏向
電場Ｅｉ，Ｅｉ’によって円筒電場の軸方向に平行にず
らされながら、順次円筒電場Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ１，
Ｅ２，Ｅ３を通過する。このため、図１（ｂ）に示され
ているように、イオン軌道は円筒電場内で徐々に下方
（−ｙ方向）に移動して行く。
【００２３】こうして、最初に円筒電場Ｅ１に打ち込ま
れた試料イオンは、図１（ｂ）に示すイオン軌道に沿っ
てらせん階段を下るように下降して行き、６周したとこ
ろで円筒電場Ｅ１とＥ６の間の６周後のイオン軌道の高
さに合わせて設けられた偏向電場Ｅ７に入射し軸Ｏの方
向に取り出されることとなる。取り出されたイオンは、
図示しないイオン検出器により検出される。
れた試料イオンは、図１（ｂ）に示すイオン軌道に沿っ
てらせん階段を下るように下降して行き、６周したとこ
ろで円筒電場Ｅ１とＥ６の間の６周後のイオン軌道の高
さに合わせて設けられた偏向電場Ｅ７に入射し軸Ｏの方
向に取り出されることとなる。取り出されたイオンは、
図示しないイオン検出器により検出される。
【００２４】このように本発明では、合計の回転角が３
６０°になりイオンが複数回周回可能なように複数の円
筒電場を配置したイオン光学系において、円筒電場間の
自由空間の１つに、イオン軌道を円筒電場の軸方向に平
行にずらせる偏向電場を備えることにより、イオン軌道
を円筒軸の方向に周回ごとにずらすことができる。
６０°になりイオンが複数回周回可能なように複数の円
筒電場を配置したイオン光学系において、円筒電場間の
自由空間の１つに、イオン軌道を円筒電場の軸方向に平
行にずらせる偏向電場を備えることにより、イオン軌道
を円筒軸の方向に周回ごとにずらすことができる。
【００２５】しかも、図１における各平行平面コンデン
サは、イオンビームに対して僅かのｙ方向収束作用をも
つため、イオンビームは従来のようにｙ方向に拡散せ
ず、一定の範囲内を収束して進行する。また、１組のコ
ンデンサは偏向方向が反対であるから、それらによって
イオンビームのエネルギー収束も成立する。
サは、イオンビームに対して僅かのｙ方向収束作用をも
つため、イオンビームは従来のようにｙ方向に拡散せ
ず、一定の範囲内を収束して進行する。また、１組のコ
ンデンサは偏向方向が反対であるから、それらによって
イオンビームのエネルギー収束も成立する。
【００２６】表１は、図１に示されているイオン光学系
において、円筒電場Ｅ１〜Ｅ６の回転半径を５ｃｍ、各
電場間の直線軌道の長さを５ｃｍとし、６周後に電場Ｅ
６とＥ１の間からイオンを取り出した場合について計算
により求めた、図１（ｂ）の1，2，3，4，5，6位置にお
けるｙ方向の収束性を表わす収差係数（ｙ｜ｙ），（ｙ
｜β），（ｙ｜δ）を示している。すなわち、電場Ｅ
３，Ｅ４間におけるイオン周回毎の収差係数（ｙ｜
ｙ），（ｙ｜β），（ｙ｜δ）を示している。なお、ｘ
方向の収束性は、特開2000-243345号公報に示したとお
りである。
において、円筒電場Ｅ１〜Ｅ６の回転半径を５ｃｍ、各
電場間の直線軌道の長さを５ｃｍとし、６周後に電場Ｅ
６とＥ１の間からイオンを取り出した場合について計算
により求めた、図１（ｂ）の1，2，3，4，5，6位置にお
けるｙ方向の収束性を表わす収差係数（ｙ｜ｙ），（ｙ
｜β），（ｙ｜δ）を示している。すなわち、電場Ｅ
３，Ｅ４間におけるイオン周回毎の収差係数（ｙ｜
ｙ），（ｙ｜β），（ｙ｜δ）を示している。なお、ｘ
方向の収束性は、特開2000-243345号公報に示したとお
りである。
【００２７】
表１ 位置 （ｙ｜ｙ） （ｙ｜β） （ｙ｜δ）
１ 0.99 5.78（ 5.78） 0.01
２ -2.17 -1.36（18.06） -0.02
３ 1.72 -4.08（30.34） -0.03
４ 0.13 6.47（42.62） 0.01
５ -1.74 -4.02（54.90） -0.03
６ 2.17 -1.44（67.18） -0.02
※（ｙ｜β）における( )内の数値は平行平面コンデンサのない場合の値
円筒電場Ｅ１〜Ｅ６の回転半径を１として正規化する
と、図１における１周のイオン軌道の長さは約１２であ
るから、（ｙ｜β）の値は、１２以下の数値なら収束し
ていることを示している。実際、表１における（ｙ｜
β）の値はいずれも１２より小さく、また、表１におけ
る６周目の収差係数はいずれも極めて小さく、ｙ方向の
収束性が優れた飛行時間型質量分析系のイオン光学系で
あることが分かる。このようにｙ方向の収束性が優れた
本発明のイオン光学系においては、イオンの飛行距離が
増してもイオンビームはｙ方向に拡がらず、したがっ
て、周回数の異なるイオン種が混じることはない。
と、図１における１周のイオン軌道の長さは約１２であ
るから、（ｙ｜β）の値は、１２以下の数値なら収束し
ていることを示している。実際、表１における（ｙ｜
β）の値はいずれも１２より小さく、また、表１におけ
る６周目の収差係数はいずれも極めて小さく、ｙ方向の
収束性が優れた飛行時間型質量分析系のイオン光学系で
あることが分かる。このようにｙ方向の収束性が優れた
本発明のイオン光学系においては、イオンの飛行距離が
増してもイオンビームはｙ方向に拡がらず、したがっ
て、周回数の異なるイオン種が混じることはない。
【００２８】また、本発明においては、イオン打ち込み
時の入射角θ０の調整は、単にイオンが最初の平行平面
コンデンサに到達するように調整するだけなので極めて
容易となる。そして、所定段数設けられた平行平面コン
デンサに所定の電圧を印加するだけで、イオンを所定回
数だけ確実に周回させることができる。
時の入射角θ０の調整は、単にイオンが最初の平行平面
コンデンサに到達するように調整するだけなので極めて
容易となる。そして、所定段数設けられた平行平面コン
デンサに所定の電圧を印加するだけで、イオンを所定回
数だけ確実に周回させることができる。
【００２９】さらに、本発明において、平行平面コンデ
ンサの段数を必要に応じて増やすことにより、イオン群
を１０周でも２０周でも走らせることができる。この
際、１周毎にイオンを円筒軸方向に８ｍｍずらせるとす
ると、円筒軸方向に１６ｃｍの長さを有する円筒電場を
配置すれば、イオンを２０周回させることができる。
ンサの段数を必要に応じて増やすことにより、イオン群
を１０周でも２０周でも走らせることができる。この
際、１周毎にイオンを円筒軸方向に８ｍｍずらせるとす
ると、円筒軸方向に１６ｃｍの長さを有する円筒電場を
配置すれば、イオンを２０周回させることができる。
【００３０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ることなく、変形が可能である。例えば、上記実施例で
は円筒電場Ｅ３，Ｅ４間に偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を配置
したが、それ以外の円筒電場間の自由空間の少なくとも
１つに、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を配置するようにしても
良い。
ることなく、変形が可能である。例えば、上記実施例で
は円筒電場Ｅ３，Ｅ４間に偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を配置
したが、それ以外の円筒電場間の自由空間の少なくとも
１つに、偏向電場Ｅｉ，Ｅｉ’を配置するようにしても
良い。
【００３１】また、上記実施例では回転角度６０°の６
つの円筒電場を回転対称に配置したが、これに限らず、
合計の回転角度が３６０°となり周回が可能なように複
数の円筒電場を組み合わせれば良い。
つの円筒電場を回転対称に配置したが、これに限らず、
合計の回転角度が３６０°となり周回が可能なように複
数の円筒電場を組み合わせれば良い。
【図１】 本発明にかかる飛行時間型質量分析計のイオ
ン光学系の実施例を示す図である。
ン光学系の実施例を示す図である。
Ｅ１〜Ｅ６…円筒電場、Ｅｉ，Ｅｉ’…偏向電場、１
〜６…内側電極、１’〜６’…外側電極、７〜１２’…
平行平面コンデンサ
〜６…内側電極、１’〜６’…外側電極、７〜１２’…
平行平面コンデンサ
Claims (5)
- 【請求項１】 イオンが順次通過する複数の円筒電場を
備え、その複数の円筒電場は最後の円筒電場を出射した
イオンが最初に入射した円筒電場に再び入射するように
配置されている飛行時間型質量分析計のイオン光学系に
おいて、前記円筒電場間に、イオン軌道を円筒電場の軸
方向にずらせる偏向電場を備えたことを特徴とする飛行
時間型質量分析計のイオン光学系。 - 【請求項２】 前記偏向電場はイオンが順次通過する２
つの偏向電場を備えており、その２つの偏向電場はそれ
ぞれ平行平面コンデンサによって生成されていて、それ
らの偏向電場によるイオンの偏向方向は互いに反対であ
ることを特徴とする請求項１記載の飛行時間型質量分析
計のイオン光学系。 - 【請求項３】 前記イオンが円筒電場を通過するときの
イオン軌道は、円筒電場の軸に直交する平面上にあるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の飛行時間型質
量分析計のイオン光学系。 - 【請求項４】 前記複数の円筒電場は、イオンの回転方
向が同一で合計の回転角度が３６０°であることを特徴
とする請求項１記載の飛行時間型質量分析計のイオン光
学系。 - 【請求項５】 前記複数の円筒電場は、回転角度及び回
転半径が等しい６個の円筒電場から構成され、且つ回転
対称に配置されていることを特徴とする請求項４記載の
飛行時間型質量分析装置のイオン光学系。
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6867414B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-03-15 | Ciphergen Biosystems, Inc. | Electric sector time-of-flight mass spectrometer with adjustable ion optical elements |
| US6949738B2 (en) | 2003-11-14 | 2005-09-27 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer and method of determining mass-to-charge ratio of ion |
| JP2005322429A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
| WO2005114702A1 (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Jeol Ltd. | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| JP2006049273A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-02-16 | Jeol Ltd | 垂直加速型飛行時間型質量分析計 |
| JP2006294451A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
| JP2007149372A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007333528A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Jeol Ltd | プロダクトイオンスペクトル作成方法及び装置 |
| DE102007060669A1 (de) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Jeol Ltd. | Vorrichtung und Verfahren zur Tandem-Flugzeitmassenspektronomie |
| EP2157600A1 (en) * | 2007-05-22 | 2010-02-24 | Shimadzu Corporation | Mass spectroscope |
| JP2011181504A (ja) * | 2004-05-21 | 2011-09-15 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| DE102011013540A1 (de) | 2010-03-11 | 2011-12-15 | Jeol Ltd. | Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer |
| EP2434527A2 (en) | 2010-09-22 | 2012-03-28 | JEOL Ltd. | Method and apparatus for tandem time-of-flight mass spectrometry |
| EP2439764A2 (en) | 2010-10-08 | 2012-04-11 | JEOL Ltd. | Tandem time-of-flight mass spectrometer |
| DE102012010081A1 (de) | 2011-05-23 | 2012-11-29 | Jeol Ltd. | Vorrichtung und Verfahren für Flugzeitmassenspektrometrie |
| DE102013006428A1 (de) | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Jeol Ltd. | Flugzeit-Massenspektrometer und Datenkompressionsverfahren dafür |
| DE102013007288A1 (de) | 2012-05-15 | 2014-01-16 | Jeol Ltd. | Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer und dieses verwendendes Massenspektromie-Verfahren. |
| DE102013015045A1 (de) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Jeol Ltd. | Flugzeit-Massenspektrometer und Verfahren zum Steuern desselben |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001275940A patent/JP3773430B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6998606B2 (en) | 2002-09-24 | 2006-02-14 | Ciphergen Biosystems, Inc. | Electric sector time-of-flight mass spectrometer with adjustable ion optical elements |
| US6867414B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-03-15 | Ciphergen Biosystems, Inc. | Electric sector time-of-flight mass spectrometer with adjustable ion optical elements |
| US7247846B2 (en) | 2002-09-24 | 2007-07-24 | Ciphergen Biosystems, Inc. | Electric sector time-of-flight mass spectrometer with adjustable ion optical elements |
| US6949738B2 (en) | 2003-11-14 | 2005-09-27 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer and method of determining mass-to-charge ratio of ion |
| JP2005322429A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
| US8237112B2 (en) | 2004-05-21 | 2012-08-07 | Jeol Ltd. | Method and apparatus for time-of-flight mass spectrometry |
| JP2011181503A (ja) * | 2004-05-21 | 2011-09-15 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| JP2006012782A (ja) * | 2004-05-21 | 2006-01-12 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| JP2011181504A (ja) * | 2004-05-21 | 2011-09-15 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| US7910879B2 (en) | 2004-05-21 | 2011-03-22 | Jeol Ltd. | Method and apparatus for time-of-flight mass spectrometry |
| WO2005114702A1 (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Jeol Ltd. | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| US7504620B2 (en) | 2004-05-21 | 2009-03-17 | Jeol Ltd | Method and apparatus for time-of-flight mass spectrometry |
| JP2006049273A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-02-16 | Jeol Ltd | 垂直加速型飛行時間型質量分析計 |
| JP4649234B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2011-03-09 | 日本電子株式会社 | 垂直加速型飛行時間型質量分析計 |
| JP4553782B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2010-09-29 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析計 |
| JP2006294451A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
| JP4645424B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2011-03-09 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| US7482583B2 (en) | 2005-11-24 | 2009-01-27 | Shimadzu Corporation | Time of flight mass spectrometer |
| JP2007149372A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007333528A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Jeol Ltd | プロダクトイオンスペクトル作成方法及び装置 |
| US7755036B2 (en) | 2007-01-10 | 2010-07-13 | Jeol Ltd. | Instrument and method for tandem time-of-flight mass spectrometry |
| DE102007060669A1 (de) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Jeol Ltd. | Vorrichtung und Verfahren zur Tandem-Flugzeitmassenspektronomie |
| DE102007060669B4 (de) * | 2007-01-10 | 2017-04-27 | Jeol Ltd. | Vorrichtung und Verfahren zur Tandem-Flugzeitmassenspektronomie |
| EP2157600A1 (en) * | 2007-05-22 | 2010-02-24 | Shimadzu Corporation | Mass spectroscope |
| EP2157600A4 (en) * | 2007-05-22 | 2011-11-30 | Shimadzu Corp | SPECTROSCOPE OF MASS |
| JP4766170B2 (ja) * | 2007-05-22 | 2011-09-07 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| DE102011013540A1 (de) | 2010-03-11 | 2011-12-15 | Jeol Ltd. | Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer |
| EP2434527A2 (en) | 2010-09-22 | 2012-03-28 | JEOL Ltd. | Method and apparatus for tandem time-of-flight mass spectrometry |
| US8330100B2 (en) | 2010-09-22 | 2012-12-11 | Jeol Ltd. | Method and apparatus for tandem time-of-flight mass spectrometry |
| EP2439764A2 (en) | 2010-10-08 | 2012-04-11 | JEOL Ltd. | Tandem time-of-flight mass spectrometer |
| US8653451B2 (en) | 2011-05-23 | 2014-02-18 | Jeol Ltd. | Apparatus and method for time-of-flight mass spectrometry |
| DE102012010081A1 (de) | 2011-05-23 | 2012-11-29 | Jeol Ltd. | Vorrichtung und Verfahren für Flugzeitmassenspektrometrie |
| DE102013006428A1 (de) | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Jeol Ltd. | Flugzeit-Massenspektrometer und Datenkompressionsverfahren dafür |
| US8766175B2 (en) | 2012-05-15 | 2014-07-01 | Jeol Ltd. | Tandem time-of-flight mass spectrometer and method of mass spectrometry using the same |
| DE102013007288A1 (de) | 2012-05-15 | 2014-01-16 | Jeol Ltd. | Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer und dieses verwendendes Massenspektromie-Verfahren. |
| DE102013015045A1 (de) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Jeol Ltd. | Flugzeit-Massenspektrometer und Verfahren zum Steuern desselben |
| US9536727B2 (en) | 2012-09-14 | 2017-01-03 | Jeol Ltd. | Time-of-flight mass spectrometer and method of controlling same |
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