JPH0351053B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0351053B2
JPH0351053B2 JP56101388A JP10138881A JPH0351053B2 JP H0351053 B2 JPH0351053 B2 JP H0351053B2 JP 56101388 A JP56101388 A JP 56101388A JP 10138881 A JP10138881 A JP 10138881A JP H0351053 B2 JPH0351053 B2 JP H0351053B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
time
mirror
mass spectrometer
flight mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56101388A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5744953A (en
Inventor
Uoruniku Heruman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS5744953A publication Critical patent/JPS5744953A/en
Publication of JPH0351053B2 publication Critical patent/JPH0351053B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34Dynamic spectrometers
    • H01J49/40Time-of-flight spectrometers
    • H01J49/406Time-of-flight spectrometers with multiple reflections

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオン源と、集束するイオンミラー
とを有し、質量およびエネルギーの異なるイオン
がほぼ同時に出発点を出発し、その終点にイオン
コレクターが配置されている一定飛行区間を飛行
する形式の飛行時間形質量分析計であつて、出発
位置とイオンコレクターとの間の飛行時間がイオ
ンエネルギーに依存せずかつイオンが出発位置か
らイオンコレクターに立体的に集束されるよう
に、イオンミラーが飛行区間を数回屈折させる形
式のものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises an ion source and a focusing ion mirror, in which ions of different masses and energies depart from a starting point almost simultaneously, and an ion collector is located at the end point. A time-of-flight mass spectrometer that flies over a flight section, in which the flight time between the starting position and the ion collector does not depend on ion energy, and the ions are three-dimensionally focused from the starting position to the ion collector. This relates to a type in which an ion mirror refracts the flight path several times.

飛行時間形質量分析計では同じエネルギーを得
た、しかし質量の異なるイオンが、同じ距離を異
なる速度で通過し、かつ順次イオンコレクターま
たはイオン−SEV(Sekunda¨r−Elektronen−
Vervielfacher=二次電子増倍器)に到達するこ
とにより相互に分離される。その際すべてのイオ
ンが同時に飛行区間の出発点を出発することが重
要である。
In a time-of-flight mass spectrometer, ions with the same energy but different masses pass through the same distance at different speeds, and are sequentially transferred to an ion collector or an ion-SEV (Sekunda¨r-Elektronen-
They are separated from each other by reaching the Vervielfacher (secondary electron multiplier). It is important that all ions leave the starting point of the flight section at the same time.

飛行時間形質量分析計の特別な装置(第1図)
がソビエト社会主義共和国連邦特許第198034号明
細書で提案された〔マミリン(B.A.Mamyrin)
他著、Zh.Tekh.Fiz.、第41巻(1971年)、1498頁
−ソビエト・フイジクス−テクニカル・フイジク
ス(Sov.Phys.−Tech.Phys.)、第16巻(1972
年)、1177頁参照〕。該装置ではイオンエネルギー
がすべてのイオンについて同じである必要がな
い。すなわちイオンは通過距離(L)後静電ミラーに
よつてほぼ180°変向せられ、そのためにイオン
は、イオン源に隣接するイオン−SEVで記録さ
れる前に同飛行距離をもどらなければならない。
その際より高いエネルギーを有するイオンが格子
板から形成されるイオンミラー中により深く侵入
することが重要である。したがつて該イオンはよ
り小さなエネルギーを有するイオンよりも全体的
により長い距離をもどらなければならない。もち
ろん著しいイオン流損失は受けるが、イオンミラ
ー中の好適な電位分布によつてイオン源から
SEVまでのイオンの飛行時間がイオンのエネル
ギーによつて左右されず、イオンの質量のみに左
右されることになる。
Special equipment of time-of-flight mass spectrometer (Figure 1)
was proposed in the specification of the Union of Soviet Socialist Republics Patent No. 198034 [BAMamyrin]
et al., Zh.Tekh.Fiz., Volume 41 (1971), page 1498 - Soviet Physics - Technical Physics (Sov.Phys.-Tech.Phys.), Volume 16 (1972)
), p. 1177]. The device does not require that the ion energy be the same for all ions. That is, the ion is deflected approximately 180° by the electrostatic mirror after a distance (L) traveled, so that the ion must return the same distance before being recorded by the ion-SEV adjacent to the ion source. .
It is important here that ions with higher energy penetrate deeper into the ion mirror formed from the grating plate. The ions therefore have to travel a longer distance overall than ions with lower energies. Of course, there will be significant ion flow loss, but due to the suitable potential distribution in the ion mirror,
The flight time of the ion to SEV does not depend on the energy of the ion, but only on the mass of the ion.

飛行時間形質量分析計の質量分離性は飛行時間
の長さに比例するので、この区間を大きくするこ
とが望ましい。マミリンによるイオンミラーを使
用する場合、すなわち構造の長さを2重に利用す
る場合にすらまつすぐに延長された系となり、こ
の系では更にイオンコレクターおよびイオンミラ
ーの径が大きくなくてはならない。集束要素、例
えば静電ユニポテンシヤルレンズの導入により少
なくともイオンコレクターを小さくすることがで
きるが、しかしその場合にもイオンミラーの径は
依然として大きい。
Since the mass separability of a time-of-flight mass spectrometer is proportional to the length of flight time, it is desirable to make this interval large. When using the Mamillin ion mirror, ie when the length of the structure is utilized in a double manner, the system quickly becomes elongated, and in this system the diameters of the ion collector and the ion mirror must also be larger. At least the ion collector can be made smaller by introducing focusing elements, for example electrostatic unipotential lenses, but even then the diameter of the ion mirror is still large.

本発明の課題は公知技術の欠点の回避下に前記
の形式の飛行時間形質量分析計を更に改良し、イ
オン流の損失を低下させ、かつ簡略で空間節約的
な構造で高められた分解能力を得ることである。
It is an object of the present invention to further improve a time-of-flight mass spectrometer of the type described above, avoiding the drawbacks of the known technology, reducing losses in the ion flow and increasing the resolution capacity with a simple and space-saving construction. It is to obtain.

この課題は本発明により特許請求の範囲第1項
に記載された特徴により解決される。本発明によ
る飛行時間形質量分析計では数度屈折されるビー
ム路が重要である。これらの飛行区間の繰返され
る屈曲または屈折は結果的にイオンミラーを有す
る多数の(簡単な)飛行時間形質量分析計の直列
接続を意味する。比較的僅かな装置費用で飛行区
間が延長され、かつ同じイオンパルス時間で全体
系の分解性が改善される。かかるイオンミラー
(反射率100%)N個の使用により構造長さを2倍
のみならず、(N+1)倍利用することができる。
その際イオンミラーの数Nは偶数でも奇数であつ
てもよい。
This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. In the time-of-flight mass spectrometer according to the invention, a beam path that is bent several degrees is important. Repeated bends or refractions of these flight sections result in a series connection of multiple (simple) time-of-flight mass spectrometers with ion mirrors. The flight range is extended with relatively little equipment outlay and the resolvability of the overall system is improved with the same ion pulse time. By using N such ion mirrors (reflectance 100%), the structural length can be utilized not only twice but (N+1) times.
In this case, the number N of ion mirrors may be an even number or an odd number.

飛行時間形質量分析計では一方でイオンパルス
時間が減少すると質量分解性が増す。他方イオン
パルス時間の減少とともにイオン強度が低下す
る。本発明により次のようにして高い質量分解性
と高い強度とを組合わせることができる。すなわ
ちマミリン他による飛行時間形質量分析計で利用
されている直前に接続されたパルス化イオン源の
代わりにイオン源と飛行区間(長さL)の開始の
間に長さDの飛行区間が設けられている(第2図
参照)。したがつてイオンパルスの開始時にはイ
オン源は低エネルギーのイオンを放出し、次いで
イオンは次第に高いエネルギー、したがつて増加
する速度を得る。適当に選択もしくは制御する際
に高速イオンは遅い先に出発したイオンにその都
度地点Eで追いついた。したがつてここでイオン
流の損失なしに著しく短時間のイオンパルスが生
じるが、ただしそのエネルギー幅は増加した。粒
子加速装置の技術でこの過程はイオンバンチング
と呼ばれる。
In time-of-flight mass spectrometers, on the other hand, mass resolving power increases as the ion pulse time decreases. On the other hand, as the ion pulse time decreases, the ion intensity decreases. The present invention allows high mass resolution and high strength to be combined in the following manner. That is, instead of the immediately preceding pulsed ion source used in the time-of-flight mass spectrometer of Mamilin et al., a flight section of length D is provided between the ion source and the start of the flight section (length L). (See Figure 2). Thus, at the beginning of the ion pulse, the ion source emits ions of low energy, and then the ions acquire progressively higher energy and thus increasing velocity. When properly selected or controlled, the fast ions catch up with the slower departing ions at point E each time. A significantly shorter ion pulse is therefore generated here without loss of ion flow, but with an increased energy width. In particle accelerator technology, this process is called ion bunching.

追いつき地点Eにおけるパルス時間はD・△U
であり、その際△Uはイオンが一定時点にイオン
源を出た時に有している不可避的なエネルギー幅
である。追いつき地点Eにおけるパルス時間をで
きる限り短くするためにDをできる限り小さく選
択する。特定の場合には、例えばイオン発生が短
い瞬間に限られればこの追いつき効果を省略する
ことができる、すなわちこの場合にはD=Oを選
択する。
The pulse time at the catch-up point E is D・△U
, where ΔU is the inevitable energy width that the ions have when they leave the ion source at a given time. In order to make the pulse time at catch-up point E as short as possible, D is chosen as small as possible. In certain cases, this catch-up effect can be omitted, for example if the ion generation is limited to short moments, ie in this case D=O is chosen.

第1図および第2図に記載された形式の飛行時
間形質量分析計ではイオン束直径はイオンの飛行
区間とともに増加する。この作用に対向するため
にビーム路中にビーム直径をイオンコレクターと
地点で減少させる集束レンズを挿入してもよい。
In time-of-flight mass spectrometers of the type described in FIGS. 1 and 2, the ion flux diameter increases with the flight length of the ions. To counter this effect, a focusing lens may be inserted in the beam path to reduce the beam diameter at the ion collector.

本発明によれば集束要素としてイオンミラー自
体がきわめて有利に利用される。そのためにイオ
ンミラーは従来のようにその都度特定の電位面を
形成する平行は金属ネツトから構成されていな
い。むしろ、イオンミラーはアパーチヤ絞り、管
等の系列を有し、これらは種々の電位にある。透
過を使用するメーレンシユテツト
(Mo¨llenstedt)−フイルターレンズと同様に反射
を使用するかかるイオンミラーは数値計算で示す
ことができるように集束効果を発揮する。その上
に集束アパーチヤ絞りから成るイオンミラーでは
イオン束が常用のネツトを通過する際に不可避で
あるイオンビームの損失がない。
According to the invention, the ion mirror itself is used very advantageously as the focusing element. For this reason, the ion mirror is not constructed from parallel metal nets forming a specific potential plane in each case, as is conventional. Rather, the ion mirror has a series of aperture stops, tubes, etc., which are at various potentials. Such ion mirrors, which use reflection as well as Moöllenstedt-filter lenses using transmission, exhibit a focusing effect, as can be shown by numerical calculations. Additionally, an ion mirror consisting of a focusing aperture diaphragm eliminates the losses of the ion beam that are inevitable when the ion flux passes through conventional nets.

次に図面に示した実施例につき本発明を詳細に
説明する。
The invention will now be explained in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

第1図に示した装置は、冒頭に言及した文献
(マリミン他著)に相当する。全体を10で示した
飛行時間形質量分析計は略示図で示したようにイ
オン源12並びにイオン束の制御装置14を有し
ており、イオン束は格子プレート18を有するイ
オンミラー16で屈折され、かつイオンコレクタ
ー(SEV)20に導かれる。
The device shown in FIG. 1 corresponds to the document mentioned at the beginning (by Marimin et al.). A time-of-flight mass spectrometer, generally designated 10, has an ion source 12 as well as an ion flux controller 14, as shown schematically, and the ion flux is refracted by an ion mirror 16 having a grating plate 18. and guided to an ion collector (SEV) 20.

第2図から認められるように、本発明による飛
行時間形質量分析計の一部は全く外見的には、第
1図に示した装置に類似している。その際同じ素
子には同じ符号で記す。該質量分析計10はイオ
ン束の制御装置14を備えたイオン源12を有
し、イオン束はイオンミラー16でイオンコレク
ター(SEV)20に導かれる。
As can be seen from FIG. 2, part of the time-of-flight mass spectrometer according to the invention is quite outwardly similar to the device shown in FIG. In this case, the same elements are indicated by the same symbols. The mass spectrometer 10 has an ion source 12 with an ion flux controller 14, and the ion flux is guided by an ion mirror 16 to an ion collector (SEV) 20.

第3図及び第4図は、光路を屈曲する、アパー
チヤ絞りまたは管からなるイオンミラーR1,R
2等がどのようにして相互に、直接状に(第3
図)もしくは円状に(第4図)に配置されている
かを示す。この場合一般に、i番目のミラーはイ
オン束を次の(i+l)番目のミラーの中心に偏
向するように傾斜せしめられているか又は調整可
能であるべきである。このことは、電気的制御下
に静電気的または電磁的に行うことができる。す
なわち、第3図の場合には2つの平面および
にあるミラーは、イオン束が1つの横断面内を往
復反射して、イオンコレクター20に達するよう
に、それぞれ直線状かつ平行に配置されている。
第4図の実施例では、2つの平面および内の
ここのイオンミラーR1,R2等はそれぞれ1つ
の円上に配置されており、それにより相応する包
絡面は円筒形または円錐形であつてもよい。この
場合も、イオン束を通過する度にほぼ装置全体の
中心に向かつて偏向する圧縮電極22を介在させ
ることにより、全イオンミラーの実質的に平行の
配置が可能である。
Figures 3 and 4 show ion mirrors R1, R consisting of aperture stops or tubes that bend the optical path.
How can the 2nd class interact directly with each other (3rd class)?
(Figure 4) or in a circle (Figure 4). In this case, the i-th mirror should generally be tilted or adjustable to deflect the ion flux to the center of the next (i+l)-th mirror. This can be done electrostatically or electromagnetically under electrical control. That is, in the case of FIG. 3, the mirrors on the two planes and are arranged linearly and parallel to each other so that the ion flux is reflected back and forth within one cross section and reaches the ion collector 20. .
In the embodiment of FIG. 4, the two planes and the ion mirrors R1, R2, etc. are each arranged on a circle, so that the corresponding envelope surface can be cylindrical or conical. good. In this case, too, a substantially parallel arrangement of all ion mirrors is possible by interposing a compressed electrode 22 that is deflected approximately toward the center of the entire device each time it passes through the ion flux.

第3図および第4図による装置は、ほぼLに相
応する構造長さをN個のイオンミラーを利用して
(N+1)回イオン区間として利用することが明
らかである。
It is clear that the device according to FIGS. 3 and 4 uses a structural length approximately corresponding to L as (N+1) ion sections using N ion mirrors.

しかしながら、第5図の装置によれば、イオン
ビームを2つのイオンミラーR1,R2の間でN
回往復させることもできる。この場合には、イオ
ン雲をこの区間(≒L)内に両者のミ、ラーR
1,R2の間に入射させ、かつ再び射出させる手
段が講じられねばならない。
However, according to the apparatus shown in FIG. 5, the ion beam is passed between two ion mirrors R1 and R2.
It can also be reciprocated several times. In this case, the ion cloud is placed within this interval (≒L) between both mirror and mirror R.
Means must be taken to make it enter between R1 and R2 and eject again.

第5図の装置においては、イオンミラー電位
は、連続的に印加する代わりに、適当な制御装置
によつてパルス化することができる。例えばミラ
ーR2はイオン雲の前にまずアースされて、すな
わちそれ自体存在しないものとしてあり、ミラー
R2はイオンを反射する。ミラーR2によつて戻
されたイオン雲は次いでこの間にスイツチオンさ
れたミラーR1によつて反射される。ミラーR1
とR2の間の区間をN回通過した後電気的制御に
よりイオンがミラーR2へ(N+1)回目に到着
する際にR2はアースされ、すなわち自体存在し
ないように構成されている。従つて、イオンは射
出し、イオン−SEV20に到達する。
In the apparatus of FIG. 5, the ion mirror potential, instead of being applied continuously, can be pulsed by a suitable control device. For example, mirror R2 is first grounded in front of the ion cloud, ie is not present as such, and mirror R2 reflects the ions. The ion cloud returned by mirror R2 is then reflected by mirror R1, which was switched on during this time. Mirror R1
After passing through the section between R2 and R2 N times, when the ions reach the mirror R2 for the (N+1)th time by electrical control, R2 is grounded, that is, it is configured not to exist. Therefore, the ions are ejected and reach the ion-SEV20.

第6図による装置においては、電気的に短時間
傾斜させられるミラーR1,R2等が使用されて
おり、この装置ではポテンシヤル分布が、イオン
束をその前の角度とは異なる角度で反射するよう
に短時間制御される。第1コレクター(イオン−
SEV)では中程度の高さで分解された飛行時間
形質量スペクトルが記録される。ミラーR1を短
時間傾斜させると、イオン束はミラーR2に達す
る。ミラーR2はイオン雲の通過の間このミラー
がイオンビームをミラーR3に向けるように傾斜
されている。引き続き、ミラーR2は戻され、か
つイオン雲は、ミラーRの短時間旋回することに
よりイオン束が第2コレクターA2に向けられる
までミラーR2とR3の間をN回往復反射され
る、従つて、ここで第1コレクターA1で記録さ
れた質量スペクトルからは確認されなかつた、小
さな範囲のイオン質量が高い質量分解能で記録さ
れる。
In the device according to FIG. 6, mirrors R1, R2, etc. are used which are electrically tilted for a short time, in which the potential distribution is such that the ion flux is reflected at a different angle than its previous angle. Controlled for a short time. 1st collector (ion-
SEV) records medium-height resolved time-of-flight mass spectra. By briefly tilting mirror R1, the ion flux reaches mirror R2. Mirror R2 is tilted such that it directs the ion beam to mirror R3 during the passage of the ion cloud. Subsequently, mirror R2 is moved back and the ion cloud is reflected back and forth N times between mirrors R2 and R3 until a brief rotation of mirror R directs the ion flux to the second collector A2, thus: Here, ion masses in a small range that were not confirmed from the mass spectrum recorded by the first collector A1 are recorded with high mass resolution.

かかるビーム傾斜は本発明によれば図示されて
いない付加的な、例えば静電的または磁気的な傾
斜機構によつて実施することができる。
Such a beam tilting can be implemented according to the invention by an additional tilting mechanism, not shown, for example electrostatic or magnetic.

飛行時間形質量測定計においては、一方では、
イオンパルス長さが減少すれば、質量分解能力は
上昇する。高い質量分解能力は、高い強度をもつ
て、イオン源と飛行区間(長さL)との間に長さ
Dのもう1つの飛行区間Dを設ける(第5図およ
び第6図参照)ことによつて達成することができ
る。今や、イオンパルスの開始時にイオン源が、
その後の時点におけるよりも低いエネルギーのイ
オンを放出すれば、適切な設計ないしは制御によ
つて、高速のイオンは低速の、先に出発したイオ
ンをそれぞれ点Eで越すことができる。従つて、
そこでイオン流の損失なしに比較的大きなエネル
ギー幅を有する著しく短いイオンパルスが発生す
る。粒子加速器の技術においては、このような過
程はイオンバンチングと称される。
In time-of-flight mass meters, on the other hand,
As the ion pulse length decreases, the mass resolving power increases. A high mass resolving power is achieved by providing a further flight section D of length D between the ion source and the flight section (length L) (see Figures 5 and 6) with high intensity. This can be achieved by doing so. Now, at the beginning of the ion pulse, the ion source
By ejecting ions of lower energy than at subsequent points in time, by appropriate design or control, the faster ions can overtake the slower, earlier departing ions at point E, respectively. Therefore,
Very short ion pulses with relatively large energy widths are then generated without loss of ion flow. In particle accelerator technology, such a process is called ion bunching.

第5図及び第6図の実施例では、該イオンバン
チングを実現するための手段が講じられている。
このために重要であるのは、イオン源12の後方
にある追い越し点E(第5図)もしくはE1(第
6図)で後から出発した、より高いエネルギーの
イオンが先に軌道に乗つた、同じ質量の、但しよ
り低いエネルギーのイオンに追い付くように設計
および制御されることである。図示されていない
アパーチヤ絞り、管等からなるイオンミラーR
1,R2等は、イオンコレクターA1における第
2の追い付き点E2(もしくはイオンコレクター
A2のN番目の追い付き点EN)に“バンチング”
されたイオンが入射するような集束作用を有す
る。この装置は、前方に設けられた区間D(イオ
ン源14と第1の追い付き点E1の間)に基づ
き、引き続く区間Lの全飛行時間がイオンの質量
のみに依存し、但しイオンエネルギーには依存し
ないことを保証する、従つてコレクターで唯一の
質量のイオンに関して最小の短いイオンパルスが
生じる。また、第1の追い付き点が、イオンコレ
クターA1,A2の、イオン源から区間Dだけ後
方にある位置にあるように構成することもでき
る。
In the embodiments of FIGS. 5 and 6, measures are taken to achieve the ion bunching.
For this reason, it is important that higher energy ions departing later from the overtaking point E (Fig. 5) or E1 (Fig. 6) behind the ion source 12 enter the orbit first. It is designed and controlled to catch up with ions of the same mass, but of lower energy. Ion mirror R consisting of an aperture diaphragm, tube, etc. (not shown)
1, R2, etc. are "bunched" to the second catch-up point E2 in ion collector A1 (or the Nth catch-up point E N of ion collector A2).
It has a focusing effect so that the ions are incident. This device is based on the section D provided in front (between the ion source 14 and the first catch-up point E1), and the total flight time of the subsequent section L depends only on the mass of the ions, but not on the ion energy. This ensures that no short ion pulses occur, thus minimizing the number of ions of only one mass in the collector. It is also possible to configure the first catch-up point to be located at a position of the ion collectors A1, A2 that is a distance D behind the ion source.

構造的は各部分、立体的な配置および方法工程
を含めて特許請求の範囲、発明の詳細な説明およ
び図面から明らかである、本発明の特徴および利
点全てはそれ自体としてもまた種々の組合せにお
いても本発明にとつて重要である。
All the features and advantages of the invention, including the structural parts, spatial arrangement and process steps, are apparent from the claims, the detailed description and the drawings, both on their own and in various combinations. are also important to the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は公知技術例の略示図であり、第2図は
本発明による1実施例の略示図であり、第3図は
本発明による1実施例の略示斜視図であり、第4
図は本発明による1実施例の略示斜視図であり、
第5図は本発明による1実施例の略示図であり、
かつ第6図は本発明による1実施例の略示図であ
る。 16,R1,R2等……イオンミラー、S……
出発地点、A……イオンコレクター、E……追い
つき地点、,……平面、22……圧縮電極。
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a known technique, FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment according to the present invention, FIG. 3 is a schematic perspective view of an embodiment according to the present invention, and FIG. 4
The figure is a schematic perspective view of one embodiment according to the present invention,
FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment according to the present invention,
And FIG. 6 is a schematic diagram of one embodiment according to the present invention. 16, R1, R2, etc...Ion mirror, S...
Starting point, A...Ion collector, E...Catching up point, ,...Plane, 22...Compression electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン源と、集束するイオンミラーとを有
し、質量およびエネルギーの異なるイオンがほぼ
同時に出発点を出発し、その終点にイオンコレク
ターが配置されている一定飛行区間を飛行する形
式の飛行時間形質量分析計であつて、出発位置と
イオンコレクターとの間の飛行時間がイオンエネ
ルギーに依存せずかつイオンが出発位置からイオ
ンコレクターに立体的に集束されるように、イオ
ンミラーが飛行区間を数回屈折させる形式のもの
において、それぞれのイオンミラー(R1,R2
等)が種々異なつた電位で負荷されるアパーチヤ
絞りまたは管を有し、これらがほぼ球状の等電位
線を形成することを特徴とする飛行時間形質量分
析計。 2 アパーチヤ絞りまたは管が、イオンがもはや
到達しない位置で格子によつて閉鎖されている、
特許請求の範囲第1項記載の飛行時間形質量分析
計。 3 イオンミラー(R1,R2等)の立体的焦点
距離がそれらの間隔の半分の大きさである特許請
求の範囲第1項または第2項記載の飛行時間形質
量分析計。 4 イオンミラーの入射側ないしは射出側のアパ
ーチヤ絞りまたは管が単レンズとして接続されて
いる特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
れか1記載の飛行時間形質量分析計。 5 イオン飛行軌道をそれ自体で反射するイオン
ミラーにおいて、イオンが入射又は射出のために
通過できるように、イオンミラーのアパーチヤ絞
りまたは管の電位が短時間変化せしめられる特許
請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1記
載の飛行時間形質量分析計。 6 イオンミラーの偏向角度が入射又は射出のた
めに短時間変化可能である特許請求の範囲第1項
から第4項までのいずれか1記載の飛行時間形質
量分析計。
[Claims] 1. A device comprising an ion source and a focusing ion mirror, in which ions with different masses and energies depart from a starting point at almost the same time and fly over a fixed flight section in which an ion collector is placed at the end point. A time-of-flight mass spectrometer is a type of time-of-flight mass spectrometer in which ions are In the type in which the mirror refracts the flight section several times, each ion mirror (R1, R2
time-of-flight mass spectrometers characterized in that they have aperture diaphragms or tubes which are loaded with different potentials (such as ) and which form approximately spherical equipotential lines. 2 the aperture diaphragm or tube is closed by a grid at a position where the ions no longer reach;
A time-of-flight mass spectrometer according to claim 1. 3. The time-of-flight mass spectrometer according to claim 1 or 2, wherein the three-dimensional focal length of the ion mirrors (R1, R2, etc.) is half the distance between them. 4. The time-of-flight mass spectrometer according to any one of claims 1 to 3, wherein the aperture stop or tube on the entrance side or exit side of the ion mirror is connected as a single lens. 5. In an ion mirror that reflects the ion flight trajectory by itself, the potential of the aperture diaphragm or tube of the ion mirror is changed for a short time so that the ions can pass for injection or ejection. The time-of-flight mass spectrometer according to any one of items 4 to 4. 6. The time-of-flight mass spectrometer according to any one of claims 1 to 4, wherein the deflection angle of the ion mirror can be changed for a short time for injection or ejection.
JP56101388A 1980-07-08 1981-07-01 Flying time type mass analyzer Granted JPS5744953A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803025764 DE3025764C2 (en) 1980-07-08 1980-07-08 Time of flight mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5744953A JPS5744953A (en) 1982-03-13
JPH0351053B2 true JPH0351053B2 (en) 1991-08-05

Family

ID=6106638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56101388A Granted JPS5744953A (en) 1980-07-08 1981-07-01 Flying time type mass analyzer

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5744953A (en)
DE (1) DE3025764C2 (en)
FR (1) FR2486713B1 (en)
GB (1) GB2080021B (en)

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2548448B1 (en) * 1983-06-28 1986-04-25 Inst Nat Sciences Appliq ELECTROSTATIC TIME OF FLIGHT FOCUSING MIRROR OF CHARGED PARTICLES AND ITS APPLICATION TO MASS SPECTROMETRY
DE3524536A1 (en) * 1985-07-10 1987-01-22 Bruker Analytische Messtechnik FLIGHT TIME MASS SPECTROMETER WITH AN ION REFLECTOR
GB8915972D0 (en) * 1989-07-12 1989-08-31 Kratos Analytical Ltd An ion mirror for a time-of-flight mass spectrometer
US6002127A (en) * 1995-05-19 1999-12-14 Perseptive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules
DE10005698B4 (en) 2000-02-09 2007-03-01 Bruker Daltonik Gmbh Gridless reflector time-of-flight mass spectrometer for orthogonal ion injection
US6570152B1 (en) * 2000-03-03 2003-05-27 Micromass Limited Time of flight mass spectrometer with selectable drift length
DE10116536A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-17 Wollnik Hermann Flight time mass spectrometer has significantly greater ion energy on substantially rotation symmetrical electrostatic accelerating lens axis near central electrodes than for rest of flight path
US6744042B2 (en) * 2001-06-18 2004-06-01 Yeda Research And Development Co., Ltd. Ion trapping
US6933497B2 (en) * 2002-12-20 2005-08-23 Per Septive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass analyzer with multiple flight paths
GB2403063A (en) * 2003-06-21 2004-12-22 Anatoli Nicolai Verentchikov Time of flight mass spectrometer employing a plurality of lenses focussing an ion beam in shift direction
US7385187B2 (en) 2003-06-21 2008-06-10 Leco Corporation Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer and method of use
DE102004045315A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. Time of Flight Mass Spectrometer
US7351958B2 (en) 2005-01-24 2008-04-01 Applera Corporation Ion optics systems
GB0513047D0 (en) * 2005-06-27 2005-08-03 Thermo Finnigan Llc Electronic ion trap
GB0607542D0 (en) 2006-04-13 2006-05-24 Thermo Finnigan Llc Mass spectrometer
DE112007000931B4 (en) 2006-04-13 2014-05-22 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Ion energy dissipation reduction for a mass spectrometer
GB0620398D0 (en) * 2006-10-13 2006-11-22 Shimadzu Corp Multi-reflecting time-of-flight mass analyser and a time-of-flight mass spectrometer including the time-of-flight mass analyser
GB0622689D0 (en) 2006-11-14 2006-12-27 Thermo Electron Bremen Gmbh Method of operating a multi-reflection ion trap
GB0624677D0 (en) * 2006-12-11 2007-01-17 Shimadzu Corp A co-axial time-of-flight mass spectrometer
JP5259169B2 (en) 2007-01-10 2013-08-07 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometer and method
GB0712252D0 (en) 2007-06-22 2007-08-01 Shimadzu Corp A multi-reflecting ion optical device
JP2009094020A (en) * 2007-10-12 2009-04-30 Topcon Corp Charged particle beam reflecting apparatus and electron microscope
GB2455977A (en) * 2007-12-21 2009-07-01 Thermo Fisher Scient Multi-reflectron time-of-flight mass spectrometer
JP5628165B2 (en) 2008-07-16 2014-11-19 レコ コーポレイションLeco Corporation Quasi-planar multiple reflection time-of-flight mass spectrometer
CN101752179A (en) 2008-12-22 2010-06-23 岛津分析技术研发(上海)有限公司 Mass spectrum analyzer
GB2470600B (en) 2009-05-29 2012-06-13 Thermo Fisher Scient Bremen Charged particle analysers and methods of separating charged particles
GB2470599B (en) 2009-05-29 2014-04-02 Thermo Fisher Scient Bremen Charged particle analysers and methods of separating charged particles
US20110168880A1 (en) 2010-01-13 2011-07-14 Agilent Technologies, Inc. Time-of-flight mass spectrometer with curved ion mirrors
GB2476964A (en) 2010-01-15 2011-07-20 Anatoly Verenchikov Electrostatic trap mass spectrometer
GB2478300A (en) 2010-03-02 2011-09-07 Anatoly Verenchikov A planar multi-reflection time-of-flight mass spectrometer
JP2011210698A (en) 2010-03-11 2011-10-20 Jeol Ltd Tandem time-of-flight mass spectrometer
JP5555582B2 (en) 2010-09-22 2014-07-23 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometry and apparatus
JP2012084299A (en) 2010-10-08 2012-04-26 Jeol Ltd Tandem time-of-flight mass spectrometer
GB201022050D0 (en) * 2010-12-29 2011-02-02 Verenchikov Anatoly Electrostatic trap mass spectrometer with improved ion injection
JP2012243667A (en) 2011-05-23 2012-12-10 Jeol Ltd Device and method for time-of-flight mass spectrometry
GB2495899B (en) * 2011-07-04 2018-05-16 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Identification of samples using a multi pass or multi reflection time of flight mass spectrometer
GB2495127B (en) 2011-09-30 2016-10-19 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh Method and apparatus for mass spectrometry
GB201118279D0 (en) 2011-10-21 2011-12-07 Shimadzu Corp Mass analyser, mass spectrometer and associated methods
DE112012004503B4 (en) 2011-10-28 2018-09-20 Leco Corporation Electrostatic ion mirrors
GB201201405D0 (en) 2012-01-27 2012-03-14 Thermo Fisher Scient Bremen Multi-reflection mass spectrometer
GB201201403D0 (en) 2012-01-27 2012-03-14 Thermo Fisher Scient Bremen Multi-reflection mass spectrometer
JP5972651B2 (en) 2012-04-25 2016-08-17 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometer
JP5972662B2 (en) 2012-05-15 2016-08-17 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometer
WO2013192161A2 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 Leco Corporation Tandem time-of-flight mass spectrometry with non-uniform sampling
JP5993677B2 (en) 2012-09-14 2016-09-14 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometer and control method of time-of-flight mass spectrometer
GB2521566B (en) * 2012-11-09 2016-04-13 Leco Corp Cylindrical multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer
JP6321132B2 (en) 2013-03-14 2018-05-09 レコ コーポレイションLeco Corporation Multiple reflection mass spectrometer
WO2016064398A1 (en) 2014-10-23 2016-04-28 Leco Corporation A multi-reflecting time-of-flight analyzer
GB201507363D0 (en) 2015-04-30 2015-06-17 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Multi-reflecting TOF mass spectrometer
GB201520130D0 (en) 2015-11-16 2015-12-30 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Imaging mass spectrometer
GB201520134D0 (en) 2015-11-16 2015-12-30 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Imaging mass spectrometer
GB201520540D0 (en) 2015-11-23 2016-01-06 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Improved ion mirror and ion-optical lens for imaging
GB201613988D0 (en) 2016-08-16 2016-09-28 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Mass analyser having extended flight path
GB2555609B (en) 2016-11-04 2019-06-12 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Multi-reflection mass spectrometer with deceleration stage
GB2567794B (en) 2017-05-05 2023-03-08 Micromass Ltd Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometers
GB2563571B (en) 2017-05-26 2023-05-24 Micromass Ltd Time of flight mass analyser with spatial focussing
GB2563077A (en) 2017-06-02 2018-12-05 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Mass error correction due to thermal drift in a time of flight mass spectrometer
GB2563604B (en) 2017-06-20 2021-03-10 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Mass spectrometer and method for time-of-flight mass spectrometry
WO2019030472A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Ion mirror for multi-reflecting mass spectrometers
WO2019030471A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Ion guide within pulsed converters
US11205568B2 (en) 2017-08-06 2021-12-21 Micromass Uk Limited Ion injection into multi-pass mass spectrometers
WO2019030473A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Fields for multi-reflecting tof ms
US11817303B2 (en) 2017-08-06 2023-11-14 Micromass Uk Limited Accelerator for multi-pass mass spectrometers
WO2019030475A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Multi-pass mass spectrometer
US11295944B2 (en) 2017-08-06 2022-04-05 Micromass Uk Limited Printed circuit ion mirror with compensation
GB201806507D0 (en) 2018-04-20 2018-06-06 Verenchikov Anatoly Gridless ion mirrors with smooth fields
GB201807626D0 (en) 2018-05-10 2018-06-27 Micromass Ltd Multi-reflecting time of flight mass analyser
GB201807605D0 (en) 2018-05-10 2018-06-27 Micromass Ltd Multi-reflecting time of flight mass analyser
GB201808530D0 (en) 2018-05-24 2018-07-11 Verenchikov Anatoly TOF MS detection system with improved dynamic range
GB201810573D0 (en) 2018-06-28 2018-08-15 Verenchikov Anatoly Multi-pass mass spectrometer with improved duty cycle
GB201901411D0 (en) 2019-02-01 2019-03-20 Micromass Ltd Electrode assembly for mass spectrometer
GB2612574A (en) 2021-10-26 2023-05-10 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Method for correcting mass spectral data

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745337A (en) * 1971-05-12 1973-07-10 Jeol Ltd Apparatus for separating charged particles according to their respective ranges
US3727047A (en) * 1971-07-22 1973-04-10 Avco Corp Time of flight mass spectrometer comprising a reflecting means which equalizes time of flight of ions having same mass to charge ratio

Also Published As

Publication number Publication date
GB2080021A (en) 1982-01-27
JPS5744953A (en) 1982-03-13
GB2080021B (en) 1984-11-21
FR2486713B1 (en) 1985-07-05
FR2486713A1 (en) 1982-01-15
DE3025764C2 (en) 1984-04-19
DE3025764A1 (en) 1982-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0351053B2 (en)
DE19511333C1 (en) Method and device for orthogonal injection of ions into a time-of-flight mass spectrometer
CN105206500B (en) Multiple reflections time of-flight mass spectrometer with orthogonal acceleration
US5032722A (en) MS-MS time-of-flight mass spectrometer
JP6287419B2 (en) Time-of-flight mass spectrometer
DE112007000930B4 (en) Method for improving the detection limits of a mass spectrometer
DE60128419T2 (en) Time-of-flight mass spectrometer with selectable drift length
DE10248814B4 (en) High resolution time-of-flight mass spectrometer of small design
JP4957798B2 (en) Multiple reflection time-of-flight mass analyzer and time-of-flight mass spectrometer having a mass analyzer
DE102019129108A1 (en) Multireflection mass spectrometer
DE10005698B4 (en) Gridless reflector time-of-flight mass spectrometer for orthogonal ion injection
DE19856014C2 (en) Daughter ion spectra with time-of-flight mass spectrometers
US7947950B2 (en) Energy focus for distance of flight mass spectometry with constant momentum acceleration and an ion mirror
JP2006134893A (en) Tandem mass spectrometry
US5180914A (en) Mass spectrometry systems
JPH08329882A (en) Device and method for forming parallel ion beams
DE19520319A1 (en) Method and device for introducing ions into quadrupole ion traps
DE10162267B4 (en) Reflector for time-of-flight mass spectrometers with orthogonal ion injection
DE10116536A1 (en) Flight time mass spectrometer has significantly greater ion energy on substantially rotation symmetrical electrostatic accelerating lens axis near central electrodes than for rest of flight path
US6989534B2 (en) Method and device for the capture of ions in quadrupole ion traps
JPS6229049A (en) Mass spectrometer
DE10010204A1 (en) Conditioning ion beam for flight time mass spectrometer involves damping ion movements in conducting system with gas pules, feeding ions to system end and extracting ions via lens system
WO1997048120A1 (en) Time-of-flight mass spectrometer
JPH04229543A (en) Ion storage device
EP2355129A1 (en) Reflector for a time of flight mass spectrometer