JPH04296435A - 中性粒子エネルギー分析器 - Google Patents
中性粒子エネルギー分析器Info
- Publication number
- JPH04296435A JPH04296435A JP3063417A JP6341791A JPH04296435A JP H04296435 A JPH04296435 A JP H04296435A JP 3063417 A JP3063417 A JP 3063417A JP 6341791 A JP6341791 A JP 6341791A JP H04296435 A JPH04296435 A JP H04296435A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- charged
- energy
- charged particles
- detector
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は中性粒子を測定してその
エネルギーを求める中性粒子エネルギー分析器の改良に
関する。
エネルギーを求める中性粒子エネルギー分析器の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の中性粒子エネルギー分析
器は、図５に示すように中性粒子源１のプラズマ２から
放出された中性粒子３を真空接続管４を経て真空容器５
内の荷電粒子交換器としてのストリッピングセル６へ導
入し、ここで内部のガスによりイオン化して荷電粒子に
変換した後、荷電粒子偏向器７に入射する。この荷電粒
子偏向器７は電場または磁場を与えることにより荷電粒
子を、その粒子エネルギーに応じて偏向させて異なる位
置に出射する。
器は、図５に示すように中性粒子源１のプラズマ２から
放出された中性粒子３を真空接続管４を経て真空容器５
内の荷電粒子交換器としてのストリッピングセル６へ導
入し、ここで内部のガスによりイオン化して荷電粒子に
変換した後、荷電粒子偏向器７に入射する。この荷電粒
子偏向器７は電場または磁場を与えることにより荷電粒
子を、その粒子エネルギーに応じて偏向させて異なる位
置に出射する。
【０００３】さらに、異なるエネルギーを持った荷電粒
子の到達点に荷電粒子検出器８……を配置して荷電粒子
を検出するとともに、各荷電粒子検出器８ごとにディス
クリミネータ９、アンプ１０を経てカウタ１１で荷電粒
子数をカウントすることにより、図６に示すようなエネ
ルギースペクトルを得、このエネルギースペクトルの形
状から中性粒子エネルギーを求めている。
子の到達点に荷電粒子検出器８……を配置して荷電粒子
を検出するとともに、各荷電粒子検出器８ごとにディス
クリミネータ９、アンプ１０を経てカウタ１１で荷電粒
子数をカウントすることにより、図６に示すようなエネ
ルギースペクトルを得、このエネルギースペクトルの形
状から中性粒子エネルギーを求めている。
【０００４】従って、以上のような装置においては、荷
重粒子の各エネルギーごとに荷電粒子検出器８……を設
置しているので、多数の荷電粒子検出器８……が必要で
あり、かつ、それらの検出器８……にそれぞれディスク
リミネータ９……、アンプ１０……、カウンタ１１……
を接続する必要があった。
重粒子の各エネルギーごとに荷電粒子検出器８……を設
置しているので、多数の荷電粒子検出器８……が必要で
あり、かつ、それらの検出器８……にそれぞれディスク
リミネータ９……、アンプ１０……、カウンタ１１……
を接続する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
装置においては、荷電粒子検出器８……のほか、多数の
信号処理回路が必要であるために、価格的に高価である
ばかりか、全体の回路構成が複雑であり、また十分な取
付けスペースの確保および多数の荷電粒子検出器８……
の取付け寸法の正確性等を考慮する必要があることから
、設計上非常に煩雑である。
装置においては、荷電粒子検出器８……のほか、多数の
信号処理回路が必要であるために、価格的に高価である
ばかりか、全体の回路構成が複雑であり、また十分な取
付けスペースの確保および多数の荷電粒子検出器８……
の取付け寸法の正確性等を考慮する必要があることから
、設計上非常に煩雑である。
【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
、異なるエネルギーの荷電粒子を１個の荷電粒子検出器
によって検出可能とし、コスト的な安価に実現し得、取
付けスペースおよび取付け寸法等の厄介な問題を容易に
解決し得る中性粒子エネルギー分析器を提供することを
目的とする。
、異なるエネルギーの荷電粒子を１個の荷電粒子検出器
によって検出可能とし、コスト的な安価に実現し得、取
付けスペースおよび取付け寸法等の厄介な問題を容易に
解決し得る中性粒子エネルギー分析器を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる中性粒子
エネルギーの分析器は上記課題を解決するために、荷電
粒子交換器の出力側に、前記荷電粒子のエネルギーに応
じて偏向させて異なる軌道を通って一点に収束させるた
めに、ほぼ２次曲線の形状とした偏向辺をそれぞれ持つ
一対の磁石体を配置し、かつ、前記荷電粒子の収束点に
検出器を設けることにより、１個の荷電粒子検出器で異
なるエネルギーの荷電粒子を検出する構成である。
エネルギーの分析器は上記課題を解決するために、荷電
粒子交換器の出力側に、前記荷電粒子のエネルギーに応
じて偏向させて異なる軌道を通って一点に収束させるた
めに、ほぼ２次曲線の形状とした偏向辺をそれぞれ持つ
一対の磁石体を配置し、かつ、前記荷電粒子の収束点に
検出器を設けることにより、１個の荷電粒子検出器で異
なるエネルギーの荷電粒子を検出する構成である。
【０００８】
【作用】従って、本発明は以上のような手段を講じるこ
とにより、荷電粒子偏向側の辺をほぼ２次曲線を持った
一対の磁石体を配置し荷電粒子のエネルギーに応じて各
荷電粒子の軌道を変えながらある特定の軌道上で収束さ
せることにより、この収束点に１個の荷電粒子検出器を
配置して荷電粒子を検出でき、かつ、この荷電粒子検出
器の出力から所定時間内で異なるエネルギーの荷電粒子
数を取得して中性粒子のエネルギースペクトルを得るも
のである。
とにより、荷電粒子偏向側の辺をほぼ２次曲線を持った
一対の磁石体を配置し荷電粒子のエネルギーに応じて各
荷電粒子の軌道を変えながらある特定の軌道上で収束さ
せることにより、この収束点に１個の荷電粒子検出器を
配置して荷電粒子を検出でき、かつ、この荷電粒子検出
器の出力から所定時間内で異なるエネルギーの荷電粒子
数を取得して中性粒子のエネルギースペクトルを得るも
のである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明装置の一実施例について図面を
参照して説明する。図１は荷電粒子偏向器を示す図であ
って、これは後述するような所定形状の一対の電磁石体
２１によって構成されている。この電磁石体２１は、具
体的には荷電粒子交換器としてのストリッピングセルか
ら送られてくる荷電粒子２２の入射軸（Ｘ軸）に対して
非偏向側となる辺２３が入射軸に平行に形成され、また
前記荷電粒子２２の入射端側の辺２４が前記入射軸と直
交する軸（Ｙ軸）と水平に形成され、かつ、その辺２４
の長さが比較的短く形成されている。更に、前記辺２３
と反対側つまり入射軸に対して偏向側となる辺２５は前
記辺２４の下端から所定点Ｐまで入射軸と平行に形成さ
れ、かつ、そのＰ点から荷電粒子２２のエネルギーに応
じて軌道を変えながら一点に収束するような偏向カーブ
を得るためにほぼ２次曲線の形状に形成されている。
参照して説明する。図１は荷電粒子偏向器を示す図であ
って、これは後述するような所定形状の一対の電磁石体
２１によって構成されている。この電磁石体２１は、具
体的には荷電粒子交換器としてのストリッピングセルか
ら送られてくる荷電粒子２２の入射軸（Ｘ軸）に対して
非偏向側となる辺２３が入射軸に平行に形成され、また
前記荷電粒子２２の入射端側の辺２４が前記入射軸と直
交する軸（Ｙ軸）と水平に形成され、かつ、その辺２４
の長さが比較的短く形成されている。更に、前記辺２３
と反対側つまり入射軸に対して偏向側となる辺２５は前
記辺２４の下端から所定点Ｐまで入射軸と平行に形成さ
れ、かつ、そのＰ点から荷電粒子２２のエネルギーに応
じて軌道を変えながら一点に収束するような偏向カーブ
を得るためにほぼ２次曲線の形状に形成されている。
【００１０】そして、この電磁石体２１の残りの辺２６
はＹ軸に平行に形成され、前記辺２５との交点部分を便
宜上Ｑ点と特定する。従って、辺２５のうちＰ点とＱ点
を結ぶ辺においてほぼ２次曲線の形状に形成される。す
なわち、このＰ点−Ｑ点間の形状は、具体的には一対の
電極となる電磁石体２１に対して図示紙面内側から外側
方向へ磁場を与えることにより、一対の電磁石体２１，
２１内の荷電粒子２２がその粒子エネルギーに応じて偏
向されて異なる軌道を通ってその軌道上の一点（Ｘ０
，Ｙ０ ）に収束するものとし、かつ、各エネルギーを
持った荷電粒子２２が前記辺２５を横切る点の座標を（
Ｘ，Ｙ）と設定すると、 Ｘ＝［Ｘ０ ・Ｙ＋｛Ｘ０ ２ ・Ｙ２ ＋（Ｙ０
２ −Ｙ２ ）Ｙ２ ｝］１／２
／（Ｙ＋
Ｙ０ ） の式に基づいて定められる。なお、図
中（イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）は６０ｋｅ
ｖ ，１２０ｋｅｖ ，１８０ｋｅｖ ，２４０ｋｅｖ
，３００ｋｅｖ のエネルギーを有するＨ＋ イオン
の軌道計算結果を示す。
はＹ軸に平行に形成され、前記辺２５との交点部分を便
宜上Ｑ点と特定する。従って、辺２５のうちＰ点とＱ点
を結ぶ辺においてほぼ２次曲線の形状に形成される。す
なわち、このＰ点−Ｑ点間の形状は、具体的には一対の
電極となる電磁石体２１に対して図示紙面内側から外側
方向へ磁場を与えることにより、一対の電磁石体２１，
２１内の荷電粒子２２がその粒子エネルギーに応じて偏
向されて異なる軌道を通ってその軌道上の一点（Ｘ０
，Ｙ０ ）に収束するものとし、かつ、各エネルギーを
持った荷電粒子２２が前記辺２５を横切る点の座標を（
Ｘ，Ｙ）と設定すると、 Ｘ＝［Ｘ０ ・Ｙ＋｛Ｘ０ ２ ・Ｙ２ ＋（Ｙ０
２ −Ｙ２ ）Ｙ２ ｝］１／２
／（Ｙ＋
Ｙ０ ） の式に基づいて定められる。なお、図
中（イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）は６０ｋｅ
ｖ ，１２０ｋｅｖ ，１８０ｋｅｖ ，２４０ｋｅｖ
，３００ｋｅｖ のエネルギーを有するＨ＋ イオン
の軌道計算結果を示す。
【００１１】そして、以上のようにして得られた収束点
に表面障壁半導体検出器ＳＳＤやＰｉｎダイオード検出
器等の１個の荷電粒子検出器２７を配置する。さらに、
この荷電粒子検出器２７の出力側には図２に示す如くプ
リアンプ２８およびリニアアンプ２９を介して波高分析
器３０が接続されている。
に表面障壁半導体検出器ＳＳＤやＰｉｎダイオード検出
器等の１個の荷電粒子検出器２７を配置する。さらに、
この荷電粒子検出器２７の出力側には図２に示す如くプ
リアンプ２８およびリニアアンプ２９を介して波高分析
器３０が接続されている。
【００１２】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、一対の電磁石体２１，２１を用いるとともに、荷電
粒子偏向器の辺２５を所定の形状として所定方向に磁場
を与えて入射荷電粒子２２を偏向すると、荷電粒子２２
はその粒子エネルギーに応じて図１（ｂ）に示すように
異なる軌道を通って一点（Ｘ０ ，Ｙ０ ）に収束する
ので、この収束点に荷電粒子検出器２７を配置しておけ
ば、各エネルギーに応じた荷電粒子２２を検出すること
ができる。さらに、この荷電粒子検出器２７の出力をプ
リアンプ２８で増幅した後、リエアアンプ２９で波形整
形および増幅すると、図３に示すようにエネルギーに応
じた種々の波高値ｅ１ ，ｅ２ ，ｅ３ ，…の出力が
得られるので、波高分析器３０である所定時間Δｔでの
同じ波高値例えばｅ１ をカウントし、横軸に波高値、
縦軸にカウント値をプロットすれば図４に示すような中
性粒子エネルギースペクトルを得ることができる。
ば、一対の電磁石体２１，２１を用いるとともに、荷電
粒子偏向器の辺２５を所定の形状として所定方向に磁場
を与えて入射荷電粒子２２を偏向すると、荷電粒子２２
はその粒子エネルギーに応じて図１（ｂ）に示すように
異なる軌道を通って一点（Ｘ０ ，Ｙ０ ）に収束する
ので、この収束点に荷電粒子検出器２７を配置しておけ
ば、各エネルギーに応じた荷電粒子２２を検出すること
ができる。さらに、この荷電粒子検出器２７の出力をプ
リアンプ２８で増幅した後、リエアアンプ２９で波形整
形および増幅すると、図３に示すようにエネルギーに応
じた種々の波高値ｅ１ ，ｅ２ ，ｅ３ ，…の出力が
得られるので、波高分析器３０である所定時間Δｔでの
同じ波高値例えばｅ１ をカウントし、横軸に波高値、
縦軸にカウント値をプロットすれば図４に示すような中
性粒子エネルギースペクトルを得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、１
個の荷電粒子検出器でエネルギーの異なる荷電粒子を検
出することが可能であり、コストの低減化および非常に
簡単な構成に実現でき、かつ、取付けスペース、取付け
寸法等の問題点を改善し得る中性粒子エネルギー分析器
を提供できる。
個の荷電粒子検出器でエネルギーの異なる荷電粒子を検
出することが可能であり、コストの低減化および非常に
簡単な構成に実現でき、かつ、取付けスペース、取付け
寸法等の問題点を改善し得る中性粒子エネルギー分析器
を提供できる。
【図１】 本発明機器を概略的に示す構成図であって
、同図（ａ）は正面図、第１図（ｂ）は側面図。
、同図（ａ）は正面図、第１図（ｂ）は側面図。
【図２】 本発明機器における荷電粒子検出器出力の
信号処理系を示すブロック図。
信号処理系を示すブロック図。
【図３】 本発明機器における検出エネルギーの波高
値の分布状態図。
値の分布状態図。
【図４】 本発明機器を説明するエネルギースペクト
ル図。
ル図。
【図５】 従来機器の構成図。
【図６】 従来機器のエネルルギースペクトル図。
【符号の説明】
２１…電磁石体、２２…荷電粒子、２５…偏向側の辺、
２７…荷電粒子検出器、３０…波高分析器。
２７…荷電粒子検出器、３０…波高分析器。
Claims (1)
- 【請求項１】 入射中性粒子を荷電粒子交換器により
イオン化して得られる荷電粒子を、その荷電粒子エネル
ギーの違いに応じて偏向させて検出する中性粒子エネル
ギー分析器において、前記荷電粒子交換器の出力側に、
前記荷電粒子のエネルギーに応じて偏向させて異なる軌
道を通って一点に収束させるために、ほぼ２次曲線の形
状とした偏向辺を持つ一対の磁石体を配置するとともに
、前記荷電粒子の収束点に１つの検出器を設けて異なる
エネルギーの荷電粒子を検出することを特徴とする中性
粒子エネルギー分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03063417A JP3112965B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 中性粒子エネルギー分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03063417A JP3112965B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 中性粒子エネルギー分析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296435A true JPH04296435A (ja) | 1992-10-20 |
| JP3112965B2 JP3112965B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=13228696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03063417A Expired - Fee Related JP3112965B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 中性粒子エネルギー分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112965B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123000A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Japan Atomic Energy Agency | 折り返しタンデム型静電加速器を用いたコンパクト高エネルギー集束イオンビーム形成装置 |
| CN111965689A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-20 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种用于中性原子分析的测量装置 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP03063417A patent/JP3112965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123000A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Japan Atomic Energy Agency | 折り返しタンデム型静電加速器を用いたコンパクト高エネルギー集束イオンビーム形成装置 |
| CN111965689A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-20 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种用于中性原子分析的测量装置 |
| CN111965689B (zh) * | 2020-08-12 | 2021-04-09 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种用于中性原子分析的测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3112965B2 (ja) | 2000-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |