JP7174663B2 - イオン検出器 - Google Patents
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Description
最初に本願発明の実施形態の内容それぞれを個別に列挙して説明する。
本願発明に係るイオン検出器の具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図7は、第1実施形態に係るイオン検出器10Aの構成例を示す図である。図7に示された第1実施形態に係るイオン検出器10Aは、電極構造体を含む主要部と、電圧供給回路と、を備える。主要部は、MCPユニット100、リセットユニット200、および検出ユニット400により構成される。
出力電流(A)/イオンの入力量(A) …(1)
一方、DCリニアリティ(%)は、以下の式(2)で与えられる。したがって、出力電流が比較的低い範囲であれば、必然的に入出力電流比は基準値にほぼ一致することとなる(DCリニアリティは100%)。ところが、出力電流が上記範囲を超えて大きくなるほど、MCPの出力端側での電圧降下が大きくなり、入出力電流比と基準値との差が顕著になる(DCリニアリティが崩れる)。
出力電流(A)/イオンの入力量(A)/基準値(a.u.)×100 …(2)
ここで、「イオンの入力量」は、MCPの入力端に到達するイオンに起因した電流値で与えられ、「出力電流」は、MCPからアノードに到達する電子に起因した電流値で与えられる。
上述のように、MCPは、鉛ガラスからなる構造体に二次電子放出層等が形成されており、安定動作を確保するために10MΩ以上の抵抗値(第1入力面から第1出力面までの抵抗値)を必要とする。なお、鉛ガラスが構造体に適用された従来のMCPでは、PbOの還元処理により析出された鉛の層が抵抗層として利用される。このようなMCPでは、動作時の発熱に起因して当該MCPの抵抗値の低下や、出力電流の増加に伴う出力端での電圧降下が生じてしまう。このようなMCPの出力電位の低下は、当該MCPのゲイン上昇を引き起こすため、直流電圧制御によるMCPのリニアリティ(以下、「DCリニアリティ」と記す)が失われるという課題があった。一方、製造される複数のMCP間には抵抗値に関して個体差が存在する。そのため、該MCPの出力側電位の固定には、この「抵抗値に関するCEM間の個体差」についても考慮されなければならない。
図12は、第3実施形態に係るイオン検出器10Cの構成例を示す図である。第3実施形態に係るイオン検出器10Cは、電極構造体を含む主要部と、電圧供給回路と、を備える。なお、この第3実施形態における主要部は、上述の第1実施形態(図7)および第2実施形態(図11)の主要部と同じ構造を有する。すなわち、当該第3実施形態における主要部は、MCPユニット100、リセットユニット200、および検出ユニット400により構成される。
図13は、第4実施形態に係るイオン検出器10Dの構成例を示す図である。第4実施形態に係るイオン検出器10Dは、電極構造体を含む主要部と、電圧供給回路と、を備える。なお、この第4実施形態における主要部は、MCPユニット100、リセットユニット200、および検出ユニット400により構成される。第4実施形態におけるMCPユニット100およびリセットユニット200は、第1~第3実施形態(図7、図11~図12)と同じ構造を有する。
Claims (8)
- 互いに対向した状態で所定の基準軸と交差するよう配置された第1入力面および第1出力面を有するとともに前記第1入力面へのイオンの入射に応答して前記第1出力面から電子を出力するMCPと、前記MCPの前記第1出力面と対面する側に配置されるとともに前記基準軸を取り囲む形状を有する第1フォーカス電極と、により構成されたMCPユニットと、
前記第1フォーカス電極に対して前記MCPの反対側に配置されるとともに前記基準軸と交差するよう配置された電子検出面を有する信号出力装置と、
前記MCPユニットと前記信号出力装置との間に配置されたリセットユニットと、
を備え、
前記リセットユニットは、
前記MCPユニットと前記信号出力装置との間において互いに対向した状態で前記基準軸と交差する第2入力面および第2出力面を有し、かつ、前記第2入力面が前記MCPユニットに対面するとともに前記第2出力面が前記信号出力装置に対面するよう配置されたリセット素子であって、前記第2入力面における前記電子の入射角のバラツキおよび速度のバラツキの双方を前記第2出力面においてリセットするよう構成されたリセット素子と、
前記リセット素子と前記信号出力装置との間に配置されるとともに前記基準軸を取り囲む形状を有する第2フォーカス電極と、
を含むことを特徴とするイオン検出器。 - 前記リセット素子は、前記第2入力面および前記第2出力面を有する中間MCPを含み、
前記中間MCPにおける前記第2入力面上の有効領域の面積は、前記MCPにおける前記第1入力面上の有効領域の面積よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のイオン検出器。 - 前記リセット素子は、前記第2入力面、前記第2出力面、前記第2入力面上に設けられた電子入力開口、および前記第2出力面上に設けられた電子出力開口を有するチャネル型電子増倍体を含むことを特徴とする請求項1に記載のイオン検出器。
- 前記信号出力装置は、前記電子検出面として機能する電子捕獲面を有する電子衝撃型ダイオードを含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のイオン検出器。
- 前記信号出力装置は、
前記電子検出面として機能する第1面と前記第1面に対向する第2面とを有する蛍光体と、
前記蛍光体に対して前記第2フォーカス電極の反対側に配置された光検出器と、
を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のイオン検出器。 - 前記MCPと前記第1フォーカス電極との間に配置された第1メッシュ電極と、
前記リセット素子と前記第2フォーカス電極との間に配置された第2メッシュ電極と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のイオン検出器。 - 少なくとも、前記MCPの前記第1入力面、前記MCPの前記第1出力面、前記リセット素子の前記第2入力面、および前記リセット素子の前記第2出力面のそれぞれの電位を設定するための電圧供給回路をさらに備え、
前記電圧供給回路は、
前記MCPの前記第1入力面に電気的に接続された第1端子と前記リセット素子の前記第2出力面に電気的に接続された第2端子との間の電位差を確保するための起電力を生じさせる電源部と、
前記MCPの前記第1出力面の電位を調整するための第1目標電位と、前記リセット素子の前記第2入力面の電位を調整するための第2目標電位と、をそれぞれ保持する定電圧発生部と、
を含み、
前記定電圧発生部は、
前記第1端子と前記第2端子との間に配置されるとともに前記第1目標電位に設定される第1基準ノードと、
前記MCPの前記第1出力面と前記第1基準ノードとの電位差を解消する第1電位固定素子と、
前記第1基準ノードと前記第2端子との間に配置されるとともに前記第2目標電位に設定される第2基準ノードと、
前記リセット素子の前記第2入力面と前記第2基準ノードとの電位差を解消する第2電位固定素子と、
少なくとも前記第2端子と前記第2基準ノードとの間の電位差を確保するための電圧降下を生じさせる定電圧供給部と、
を含むことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のイオン検出器。 - 前記リセットユニットから前記信号出力装置に向かって前記基準軸に沿って配置された1またはそれ以上の補助リセットユニットを、さらに備え、
前記補助リセットユニットそれぞれは、
前記MCPユニットが配置された側に位置する第3入力面と前記信号出力装置が配置された側に位置する第3出力面とを有する補助リセット素子であって、前記第3入力面における前記電子の入射角のバラツキおよび速度のバラツキの双方を前記第3出力面においてリセットするための補助リセット素子と、
前記第3出力面に対して前記第3入力面の反対側に配置されるとともに前記基準軸を取り囲む形状を有する第3フォーカス電極と、
を含むことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のイオン検出器。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013508905A (ja) | 2009-10-23 | 2013-03-07 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック (ブレーメン) ゲーエムベーハー | 荷電粒子を検出する検出装置、荷電粒子を検出する方法および質量分析計 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013508905A (ja) | 2009-10-23 | 2013-03-07 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック (ブレーメン) ゲーエムベーハー | 荷電粒子を検出する検出装置、荷電粒子を検出する方法および質量分析計 |
JP2014086167A (ja) | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Horon:Kk | 電子検出装置および電子検出方法 |
JP2017016918A (ja) | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | 荷電粒子検出器 |
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