JPH07326315A - 正負イオン検出装置 - Google Patents
正負イオン検出装置Info
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- JPH07326315A JPH07326315A JP14226794A JP14226794A JPH07326315A JP H07326315 A JPH07326315 A JP H07326315A JP 14226794 A JP14226794 A JP 14226794A JP 14226794 A JP14226794 A JP 14226794A JP H07326315 A JPH07326315 A JP H07326315A
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- Japan
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- dynode
- ion
- negative
- ions
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイノードへの印加電圧を切り換えることな
く、光電子増倍管により正負双方のイオンを検出する。 【構成】 正イオン用ダイノード１４と負イオン用ダイ
ノード１６とが別個に設けられ、検出対象のイオンが正
か負かに応じてダイノード１４又は１６で電子に変換さ
れる。この電子は、それを放出するダイノード１４又は
１６に応じた方向から１個のシンチレータ２０に入射し
て光に変換される。この光は光電子増倍管２４により検
出される。
く、光電子増倍管により正負双方のイオンを検出する。 【構成】 正イオン用ダイノード１４と負イオン用ダイ
ノード１６とが別個に設けられ、検出対象のイオンが正
か負かに応じてダイノード１４又は１６で電子に変換さ
れる。この電子は、それを放出するダイノード１４又は
１６に応じた方向から１個のシンチレータ２０に入射し
て光に変換される。この光は光電子増倍管２４により検
出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正イオンと負イオンの
双方を検出するイオン検出装置に関するものであり、例
えば質量分析において使用される正負イオン検出装置に
関する。
双方を検出するイオン検出装置に関するものであり、例
えば質量分析において使用される正負イオン検出装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】質量分析等においては、正イオンのみな
らず負イオンをも検出することが必要である。しかし、
標準的な連続ダイノード式電子増倍管により負イオンを
検出しようとすると、検出信号が出力される電子増倍管
のアノード部分が高い正電圧となるため、非接地増幅器
や複雑な前置増幅器を必要とする等、種々の問題が生じ
る。
らず負イオンをも検出することが必要である。しかし、
標準的な連続ダイノード式電子増倍管により負イオンを
検出しようとすると、検出信号が出力される電子増倍管
のアノード部分が高い正電圧となるため、非接地増幅器
や複雑な前置増幅器を必要とする等、種々の問題が生じ
る。
【０００３】これに対し、図３に示すように、負イオン
を受けてそれに比例した正イオンを発生する変換ユニッ
ト５６を設け、これを用いて負イオンを正イオンに変換
して電子増倍管６０に入射することにより負イオンを検
出する装置が提案されている（特開昭５４−１３９５９
２号）。この構成によると、電子増倍管６０のアノード
部分を接地して接地レベルの検出信号（バイアス電圧０
Ｖの検出信号）を得ることができるため、上記問題が解
消される。
を受けてそれに比例した正イオンを発生する変換ユニッ
ト５６を設け、これを用いて負イオンを正イオンに変換
して電子増倍管６０に入射することにより負イオンを検
出する装置が提案されている（特開昭５４−１３９５９
２号）。この構成によると、電子増倍管６０のアノード
部分を接地して接地レベルの検出信号（バイアス電圧０
Ｖの検出信号）を得ることができるため、上記問題が解
消される。
【０００４】また、図４に示すように、正イオン又は負
イオンを受けてそれに応じた２次電子を放出するダイノ
ードアセンブリ７１を設け、これによって正イオン又は
負イオンを２次電子に変換し、更にシンチレータ７３に
よって２次電子を光に変換して光電子増倍管７６に入射
することにより正イオンと負イオンの双方を検出するこ
とができるイオン検出装置が提案されている（英国特許
公開公報第２０３９１４０Ａ号）。この構成では、検出
すべきイオンが一旦シンチレータ７３で光に変換される
ため、イオンの出射点と光電子増倍管７６との間が電気
的に切り離されている。これにより、光電子増倍管７６
の出力電極を接地して接地レベルの検出信号（バイアス
電圧０Ｖの検出信号）を得ることができるため、前記装
置と同様、上記問題が解消される。
イオンを受けてそれに応じた２次電子を放出するダイノ
ードアセンブリ７１を設け、これによって正イオン又は
負イオンを２次電子に変換し、更にシンチレータ７３に
よって２次電子を光に変換して光電子増倍管７６に入射
することにより正イオンと負イオンの双方を検出するこ
とができるイオン検出装置が提案されている（英国特許
公開公報第２０３９１４０Ａ号）。この構成では、検出
すべきイオンが一旦シンチレータ７３で光に変換される
ため、イオンの出射点と光電子増倍管７６との間が電気
的に切り離されている。これにより、光電子増倍管７６
の出力電極を接地して接地レベルの検出信号（バイアス
電圧０Ｖの検出信号）を得ることができるため、前記装
置と同様、上記問題が解消される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記二つの従来例を比
較すると、前者（特開昭５４−１３９５９２号）では、
検出装置の容器に真空リークがあった場合、電子増倍管
６０等の電極の表面が空気に触れて動作が不安定となっ
たり、又は、リーク時に電子増倍管に所定電圧が印加さ
れているときに電子増倍管が破壊され本来の機能を果た
さなくなるのに対し、後者（英国特許公開公報第２０３
９１４０Ａ号）では、光電子増倍管７６の中に光電陰極
やダイノード等が真空状態で封入された構造となってい
るため、検出装置の容器に真空リークがあっても、この
ような問題は生じない。したがって、光電子増倍管を使
用する後者のような構成が望ましい。しかし、２次電子
を光に変換するシンチレータは、板状であって、一方の
面で２次電子を受け、その裏面からそれに応じた光を発
する構造となっており、イオンを受けて２次電子を放出
するダイノードは、シンチレータの一方の面の側に一つ
だけ設けられている。このため、検出対象が正イオンか
負イオンかによってそのダイノードに印加する電圧を切
り換える必要がある。この電圧の切り換えは、装置を複
雑化し、コストの上昇を招く。
較すると、前者（特開昭５４−１３９５９２号）では、
検出装置の容器に真空リークがあった場合、電子増倍管
６０等の電極の表面が空気に触れて動作が不安定となっ
たり、又は、リーク時に電子増倍管に所定電圧が印加さ
れているときに電子増倍管が破壊され本来の機能を果た
さなくなるのに対し、後者（英国特許公開公報第２０３
９１４０Ａ号）では、光電子増倍管７６の中に光電陰極
やダイノード等が真空状態で封入された構造となってい
るため、検出装置の容器に真空リークがあっても、この
ような問題は生じない。したがって、光電子増倍管を使
用する後者のような構成が望ましい。しかし、２次電子
を光に変換するシンチレータは、板状であって、一方の
面で２次電子を受け、その裏面からそれに応じた光を発
する構造となっており、イオンを受けて２次電子を放出
するダイノードは、シンチレータの一方の面の側に一つ
だけ設けられている。このため、検出対象が正イオンか
負イオンかによってそのダイノードに印加する電圧を切
り換える必要がある。この電圧の切り換えは、装置を複
雑化し、コストの上昇を招く。
【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、ダイノ
ードに印加される電圧を切り換えることなく、光電子増
倍管により正イオンと負イオンの双方を検出することが
できる正負イオン検出装置を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、ダイノ
ードに印加される電圧を切り換えることなく、光電子増
倍管により正イオンと負イオンの双方を検出することが
できる正負イオン検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、所定の出射点から出射される正イ
オンと負イオンとを検出する正負イオン検出装置であっ
て、 ａ）前記出射点を基準として負の電圧が印加され、前記
正イオンが衝突することによって前記正イオンに応じた
量の２次電子を放出する正イオン用ダイノードと、 ｂ）前記出射点を基準として正の電圧が印加され、前記
負イオンが衝突することによって前記負イオンに応じた
量の２次電子を放出する負イオン用ダイノードと、 ｃ）正イオン用ダイノードから放出された２次電子が入
射する面と負イオン用ダイノードから放出された２次電
子が入射する面とを有し、いずれの面から入射した２次
電子に対しても該２次電子に応じた量の光を発生させる
シンチレータと、 ｄ）前記光を検出する光電子増倍管と、を備えた構成と
している。
に成された本発明は、所定の出射点から出射される正イ
オンと負イオンとを検出する正負イオン検出装置であっ
て、 ａ）前記出射点を基準として負の電圧が印加され、前記
正イオンが衝突することによって前記正イオンに応じた
量の２次電子を放出する正イオン用ダイノードと、 ｂ）前記出射点を基準として正の電圧が印加され、前記
負イオンが衝突することによって前記負イオンに応じた
量の２次電子を放出する負イオン用ダイノードと、 ｃ）正イオン用ダイノードから放出された２次電子が入
射する面と負イオン用ダイノードから放出された２次電
子が入射する面とを有し、いずれの面から入射した２次
電子に対しても該２次電子に応じた量の光を発生させる
シンチレータと、 ｄ）前記光を検出する光電子増倍管と、を備えた構成と
している。
【０００８】
【作用】このような構成によると、イオンの出射点を基
準として、正イオン用ダイノードには負の電圧が、負イ
オン用ダイノードには正の電圧がそれぞれ印加される。
これにより、正イオンが出射された場合には、その正イ
オンは正イオン用ダイノードに向かって進み、これに衝
突してその正イオンに応じた量の２次電子が放出され
る。また、負イオンが出射された場合には、その負イオ
ンは負イオン用ダイノードに向かって進み、これに衝突
してその負イオンに応じた量の２次電子が放出される。
そして、正イオン用ダイノードと負イオン用ダイノード
のいずれから放出された２次電子も、同一のシンチレー
タにそれぞれのダイノードに対応する面から入射し、入
射した２次電子に応じた量の光が発生する。この光は光
電子増倍管で検出され、その検出信号がイオンの検出値
を示す信号として出力される。
準として、正イオン用ダイノードには負の電圧が、負イ
オン用ダイノードには正の電圧がそれぞれ印加される。
これにより、正イオンが出射された場合には、その正イ
オンは正イオン用ダイノードに向かって進み、これに衝
突してその正イオンに応じた量の２次電子が放出され
る。また、負イオンが出射された場合には、その負イオ
ンは負イオン用ダイノードに向かって進み、これに衝突
してその負イオンに応じた量の２次電子が放出される。
そして、正イオン用ダイノードと負イオン用ダイノード
のいずれから放出された２次電子も、同一のシンチレー
タにそれぞれのダイノードに対応する面から入射し、入
射した２次電子に応じた量の光が発生する。この光は光
電子増倍管で検出され、その検出信号がイオンの検出値
を示す信号として出力される。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例である正負イオン
検出装置の構成を示す縦断面図である。この正負イオン
検出装置は、質量分析における検出器として使用される
ものであり、分析部１０から出射されるイオンを受入
れ、これを検出する。この正負イオン検出装置の構成は
以下の通りである。
検出装置の構成を示す縦断面図である。この正負イオン
検出装置は、質量分析における検出器として使用される
ものであり、分析部１０から出射されるイオンを受入
れ、これを検出する。この正負イオン検出装置の構成は
以下の通りである。
【００１０】イオンを受け入れる入口部にはアパーチャ
１２が設けられており、このアパーチャ１２から前方
（イオンの進行方向）に向かって、正イオン用ダイノー
ド１４と負イオン用ダイノード１６とから成る１対のダ
イノード、基板２６、シンチレータ２０、及び光電子増
倍管２４が順に設けられている。このうち基板２６、シ
ンチレータ２０、及び光電子増倍管２４は、イオンの進
行方向に平行な中心軸の近傍に配置されている。そして
シンチレータ２０は、後述の２次電子の入射面として、
正イオン用ダイノード１４側の面と負イオン用ダイノー
ド１６側の面の少なくとも２面を有し、これらの２面を
含むシンチレータ２０の表面（シンチレータ２０内で発
生した蛍光の出射面を除く）には薄いＡｌ（アルミニウ
ム）層２２が形成されており、そのＡｌ層２２には＋１
０ｋＶの電圧が印加されている。一方、正イオン用ダイ
ノード１４及び負イオン用ダイノード１６は、中心軸か
ら所定距離だけ離れた位置に中心軸に対して対称に配置
され、正イオン用ダイノード１４には−３ｋＶの電圧
が、負イオン用ダイノード１６には＋３ｋＶの電圧がそ
れぞれ印加されている。また、シンチレータ２０の周囲
であって中心軸から所定距離だけ離れた位置に中心軸に
対して対称に、前記１対のダイノード１４、１６に対応
する１対のデフレクタ１７、１８が配置され、正イオン
用ダイノード１４の前方のデフレクタ１７には−３〜−
３．５ｋＶの電圧が、負イオン用ダイノード１６の前方
のデフレクタ１８には＋２．５〜＋３ｋＶの電圧がそれ
ぞれ印加されている。なお、上記のダイノード１４、１
６、デフレクタ１７、１８、及びＡｌ層２２への印加電
圧は分析部１０内のイオンの出射点を基準としており、
これらの印加電圧の値は、出射されたイオンの運動エネ
ルギを考慮し、正イオン用ダイノード１４には正イオン
が向かい、負イオン用ダイノード１６には負イオンが向
かうように、また、正イオン用ダイノード１４及び負イ
オン用ダイノード１６から放出される２次電子がシンチ
レータ２０に向かうように、設定されたものである。
１２が設けられており、このアパーチャ１２から前方
（イオンの進行方向）に向かって、正イオン用ダイノー
ド１４と負イオン用ダイノード１６とから成る１対のダ
イノード、基板２６、シンチレータ２０、及び光電子増
倍管２４が順に設けられている。このうち基板２６、シ
ンチレータ２０、及び光電子増倍管２４は、イオンの進
行方向に平行な中心軸の近傍に配置されている。そして
シンチレータ２０は、後述の２次電子の入射面として、
正イオン用ダイノード１４側の面と負イオン用ダイノー
ド１６側の面の少なくとも２面を有し、これらの２面を
含むシンチレータ２０の表面（シンチレータ２０内で発
生した蛍光の出射面を除く）には薄いＡｌ（アルミニウ
ム）層２２が形成されており、そのＡｌ層２２には＋１
０ｋＶの電圧が印加されている。一方、正イオン用ダイ
ノード１４及び負イオン用ダイノード１６は、中心軸か
ら所定距離だけ離れた位置に中心軸に対して対称に配置
され、正イオン用ダイノード１４には−３ｋＶの電圧
が、負イオン用ダイノード１６には＋３ｋＶの電圧がそ
れぞれ印加されている。また、シンチレータ２０の周囲
であって中心軸から所定距離だけ離れた位置に中心軸に
対して対称に、前記１対のダイノード１４、１６に対応
する１対のデフレクタ１７、１８が配置され、正イオン
用ダイノード１４の前方のデフレクタ１７には−３〜−
３．５ｋＶの電圧が、負イオン用ダイノード１６の前方
のデフレクタ１８には＋２．５〜＋３ｋＶの電圧がそれ
ぞれ印加されている。なお、上記のダイノード１４、１
６、デフレクタ１７、１８、及びＡｌ層２２への印加電
圧は分析部１０内のイオンの出射点を基準としており、
これらの印加電圧の値は、出射されたイオンの運動エネ
ルギを考慮し、正イオン用ダイノード１４には正イオン
が向かい、負イオン用ダイノード１６には負イオンが向
かうように、また、正イオン用ダイノード１４及び負イ
オン用ダイノード１６から放出される２次電子がシンチ
レータ２０に向かうように、設定されたものである。
【００１１】上記構成の正負イオン検出装置は以下のよ
うに動作する。質量分析において試料をイオン化して得
られる正又は負のイオンは、アパーチャ１２のスリット
部を通って分析部１０から本検出装置に入る。アパーチ
ャ１２の前方には、中心軸から所定距離だけ離れた位置
に中心軸に対して対称に正イオン用ダイノード１４と負
イオン用ダイノード１６とが配置され、これらのダイノ
ード１４、１６には、前記のように設定された値の負電
圧、正電圧がそれぞれ印加されているため、図１に示す
ように、正イオンが入った場合は正イオン用ダイノード
１４に向かって、負イオンが入った場合は負イオン用ダ
イノード１６に向かって、それぞれのイオンが進み、ダ
イノード１４、１６に衝突する。これにより、正イオン
用ダイノード１４からは正イオンに応じた量の２次電子
が放出され、負イオン用ダイノード１６からは負イオン
に応じた量の２次電子が放出される。このように正又は
負のイオンの衝突によって２次電子を放出するダイノー
ド１４、１６の材料としては、Ａｌ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃ
ｒ、Ｂｅ、ステンレス等の金属、又はその酸化物を用い
ることができる。
うに動作する。質量分析において試料をイオン化して得
られる正又は負のイオンは、アパーチャ１２のスリット
部を通って分析部１０から本検出装置に入る。アパーチ
ャ１２の前方には、中心軸から所定距離だけ離れた位置
に中心軸に対して対称に正イオン用ダイノード１４と負
イオン用ダイノード１６とが配置され、これらのダイノ
ード１４、１６には、前記のように設定された値の負電
圧、正電圧がそれぞれ印加されているため、図１に示す
ように、正イオンが入った場合は正イオン用ダイノード
１４に向かって、負イオンが入った場合は負イオン用ダ
イノード１６に向かって、それぞれのイオンが進み、ダ
イノード１４、１６に衝突する。これにより、正イオン
用ダイノード１４からは正イオンに応じた量の２次電子
が放出され、負イオン用ダイノード１６からは負イオン
に応じた量の２次電子が放出される。このように正又は
負のイオンの衝突によって２次電子を放出するダイノー
ド１４、１６の材料としては、Ａｌ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃ
ｒ、Ｂｅ、ステンレス等の金属、又はその酸化物を用い
ることができる。
【００１２】正イオン用ダイノード１４から放出される
２次電子は、−３〜−３．５ｋＶの電圧が印加されたデ
フレクタ１７によってその経路が曲げられ、シンチレー
タ２０に正イオン用ダイノード１４側の面から入射す
る。一方、負イオン用ダイノード１６から放出される２
次電子は、＋２．５〜＋３ｋＶの電圧が印加されたデフ
レクタ１８によってその経路が曲げられ、シンチレータ
２０に負イオン用ダイノード１６側の面から入射する。
これらの２次電子はＡｌ層２２を透過してシンチレータ
２０に達し、そこで蛍光を発生させる。この蛍光は、Ａ
ｌ層２２で反射した後又は直接に光電子増倍管２４に入
射する。質量分析における検出器では、高速走査時の分
解能の低下や、検出器に入るイオンの質量数の切り換え
に起因する偽ピークの発生を抑えるため、シンチレータ
２０において発生する蛍光の残光時間を短くする必要が
ある。そこで本実施例では、蛍光減衰時間が10nsec以下
と短いプラスチックシンチレータが使用されている。プ
ラスチックシンチレータを使用すると、その内部で光の
減衰がほとんど生じないという利点もある。シンチレー
タ２０の表面に形成されるＡｌ層２２の厚さは、ダイノ
ード１４又は１６から放出された２次電子が十分透過す
ることができる程度とする必要がある。具体的には、50
〜100nm程度の厚さとするのが適切である。Ａｌ層２２
は、前述のようにシンチレータ２０内で発生した蛍光を
反射させて光電子増倍管２４に導入するとともに、シン
チレータの表面をダイノード１４及び１６に対して正の
高電位に保持するという役割を有する。表面が高い一定
電圧に保持されることにより、シンチレータ２０に入射
する２次電子が加速されるとともに、表面における電荷
の蓄積が防止されるため、発光の効率が高まる。なお、
このようなＡｌ層２２と同様の役割を果たすものであれ
ば、他の金属層をＡｌ層２２の代わりに形成してもよ
い。
２次電子は、−３〜−３．５ｋＶの電圧が印加されたデ
フレクタ１７によってその経路が曲げられ、シンチレー
タ２０に正イオン用ダイノード１４側の面から入射す
る。一方、負イオン用ダイノード１６から放出される２
次電子は、＋２．５〜＋３ｋＶの電圧が印加されたデフ
レクタ１８によってその経路が曲げられ、シンチレータ
２０に負イオン用ダイノード１６側の面から入射する。
これらの２次電子はＡｌ層２２を透過してシンチレータ
２０に達し、そこで蛍光を発生させる。この蛍光は、Ａ
ｌ層２２で反射した後又は直接に光電子増倍管２４に入
射する。質量分析における検出器では、高速走査時の分
解能の低下や、検出器に入るイオンの質量数の切り換え
に起因する偽ピークの発生を抑えるため、シンチレータ
２０において発生する蛍光の残光時間を短くする必要が
ある。そこで本実施例では、蛍光減衰時間が10nsec以下
と短いプラスチックシンチレータが使用されている。プ
ラスチックシンチレータを使用すると、その内部で光の
減衰がほとんど生じないという利点もある。シンチレー
タ２０の表面に形成されるＡｌ層２２の厚さは、ダイノ
ード１４又は１６から放出された２次電子が十分透過す
ることができる程度とする必要がある。具体的には、50
〜100nm程度の厚さとするのが適切である。Ａｌ層２２
は、前述のようにシンチレータ２０内で発生した蛍光を
反射させて光電子増倍管２４に導入するとともに、シン
チレータの表面をダイノード１４及び１６に対して正の
高電位に保持するという役割を有する。表面が高い一定
電圧に保持されることにより、シンチレータ２０に入射
する２次電子が加速されるとともに、表面における電荷
の蓄積が防止されるため、発光の効率が高まる。なお、
このようなＡｌ層２２と同様の役割を果たすものであれ
ば、他の金属層をＡｌ層２２の代わりに形成してもよ
い。
【００１３】シンチレータ２０内で発生した蛍光は、前
述のように、直接に又はＡｌ層２２で反射して光電子増
倍管２４に入射する。光電子増倍管２４内には光電陰
極、ダイノード、及び出力電極が設けられている。光電
子増倍管２４に入射した光が光電陰極面に達すると、そ
の光によって電子が発生し、この電子がダイノードで増
倍され、出力電極から入射光の強度に応じた信号がイオ
ンの検出信号として出力される。シンチレータ２０とし
てプラスチックシンチレータが使用されている場合、発
光波長は400nm程度であるため、光電子増倍管２４とし
ては、400nm付近で感度が最高となるバイアルカリ等の
光電陰極面を有するものを使用するのが好ましい。
述のように、直接に又はＡｌ層２２で反射して光電子増
倍管２４に入射する。光電子増倍管２４内には光電陰
極、ダイノード、及び出力電極が設けられている。光電
子増倍管２４に入射した光が光電陰極面に達すると、そ
の光によって電子が発生し、この電子がダイノードで増
倍され、出力電極から入射光の強度に応じた信号がイオ
ンの検出信号として出力される。シンチレータ２０とし
てプラスチックシンチレータが使用されている場合、発
光波長は400nm程度であるため、光電子増倍管２４とし
ては、400nm付近で感度が最高となるバイアルカリ等の
光電陰極面を有するものを使用するのが好ましい。
【００１４】以上のように本実施例によれば、検出対象
が正イオンの場合には正イオン用ダイノード１４から正
イオンに応じた２次電子が放出され、負イオンの場合に
は負イオン用ダイノード１６から負イオンに応じた２次
電子が放出され、これらの２次電子は１個のシンチレー
タ２０に入射して蛍光を発し、この蛍光の強度に応じた
信号が検出信号として光電子増倍管２４から出力され
る。したがって、検出対象のイオンを電子に変換するダ
イノード１４、１６への印加電圧を切り換えることな
く、しかもシンチレータ及び光電子増倍管をそれぞれ１
個ずつ使用するだけで、正イオンと負イオンの双方を検
出することができる。また、ダイノード１４、１６から
放出される２次電子は一旦光に変換されて検出されるた
め、接地レベルの検出信号（バイアス電圧０Ｖの検出信
号）を得ることができるという利点もある。
が正イオンの場合には正イオン用ダイノード１４から正
イオンに応じた２次電子が放出され、負イオンの場合に
は負イオン用ダイノード１６から負イオンに応じた２次
電子が放出され、これらの２次電子は１個のシンチレー
タ２０に入射して蛍光を発し、この蛍光の強度に応じた
信号が検出信号として光電子増倍管２４から出力され
る。したがって、検出対象のイオンを電子に変換するダ
イノード１４、１６への印加電圧を切り換えることな
く、しかもシンチレータ及び光電子増倍管をそれぞれ１
個ずつ使用するだけで、正イオンと負イオンの双方を検
出することができる。また、ダイノード１４、１６から
放出される２次電子は一旦光に変換されて検出されるた
め、接地レベルの検出信号（バイアス電圧０Ｖの検出信
号）を得ることができるという利点もある。
【００１５】なお、上記実施例では２次電子を光に変換
するためにプラスチックシンチレータが使用されている
が、プラスチックシンチレータの代わりに、減光時間の
短い蛍光体を使用してもよい。例えば、Ｐ４７（Ｙ2Ｓi
Ｏ5：Ｃe3+）という蛍光体は1/10減光時間が80nsecと短
いため、これをシンチレータとして使用してもよい。こ
の場合、例えば図２に示すように、ガラス基板３６の上
に、２次電子の入射方向にＰ４７によって蛍光体層４０
を形成し、さらにその上にＡｌ層３２を形成することに
より、プラスチックシンチレータ２０を用いた上記実施
例の電子／光変換手段と同様の機能を実現することがで
きる。なお、蛍光体層４０の厚さは、電子が透過するこ
となく蛍光体層４０で蛍光を発生させ、かつ発生した蛍
光の吸収量が大きくならない程度とする必要があり、1
〜2mg/cm2程度が適切である。
するためにプラスチックシンチレータが使用されている
が、プラスチックシンチレータの代わりに、減光時間の
短い蛍光体を使用してもよい。例えば、Ｐ４７（Ｙ2Ｓi
Ｏ5：Ｃe3+）という蛍光体は1/10減光時間が80nsecと短
いため、これをシンチレータとして使用してもよい。こ
の場合、例えば図２に示すように、ガラス基板３６の上
に、２次電子の入射方向にＰ４７によって蛍光体層４０
を形成し、さらにその上にＡｌ層３２を形成することに
より、プラスチックシンチレータ２０を用いた上記実施
例の電子／光変換手段と同様の機能を実現することがで
きる。なお、蛍光体層４０の厚さは、電子が透過するこ
となく蛍光体層４０で蛍光を発生させ、かつ発生した蛍
光の吸収量が大きくならない程度とする必要があり、1
〜2mg/cm2程度が適切である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、正イオン用ダイノード
と負イオン用ダイノードとが別個に設けられているた
め、検出対象が正イオンか負イオンかに拘らず、ダイノ
ードに印加される電圧を切り換えることなく、イオンを
検出することができる。しかも、正イオン用ダイノード
と負イオン用ダイノードのいずれから放出された２次電
子も同一のシンチレータに入射するため、シンチレータ
及び光電子増倍管についてはそれぞれ１個だけ使用する
ことにより、正イオンと負イオンの双方を検出すること
ができる。また、ダイノードから放出される２次電子は
一旦光に変換されて検出されるため、接地レベルの検出
信号（バイアス電圧０Ｖの検出信号）を得ることができ
るという利点もある。
と負イオン用ダイノードとが別個に設けられているた
め、検出対象が正イオンか負イオンかに拘らず、ダイノ
ードに印加される電圧を切り換えることなく、イオンを
検出することができる。しかも、正イオン用ダイノード
と負イオン用ダイノードのいずれから放出された２次電
子も同一のシンチレータに入射するため、シンチレータ
及び光電子増倍管についてはそれぞれ１個だけ使用する
ことにより、正イオンと負イオンの双方を検出すること
ができる。また、ダイノードから放出される２次電子は
一旦光に変換されて検出されるため、接地レベルの検出
信号（バイアス電圧０Ｖの検出信号）を得ることができ
るという利点もある。
【図１】 本発明の一実施例である正負イオン検出装置
の構成を示す縦断面図。
の構成を示す縦断面図。
【図２】 本発明の他の実施例である正負イオン検出装
置において２次電子を光に変換する手段を示す図。
置において２次電子を光に変換する手段を示す図。
【図３】 従来のイオン検出装置の一例を示す図。
【図４】 従来のイオン検出装置の他の例を示す図。
１４…正イオン用ダイノード １６…負イオン用ダイノード ２０…シンチレータ ２４…光電子増倍管
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の出射点から出射される正イオンと
負イオンとを検出する正負イオン検出装置であって、 ａ）前記出射点を基準として負の電圧が印加され、前記
正イオンが衝突することによって前記正イオンに応じた
量の２次電子を放出する正イオン用ダイノードと、 ｂ）前記出射点を基準として正の電圧が印加され、前記
負イオンが衝突することによって前記負イオンに応じた
量の２次電子を放出する負イオン用ダイノードと、 ｃ）正イオン用ダイノードから放出された２次電子が入
射する面と負イオン用ダイノードから放出された２次電
子が入射する面とを有し、いずれの面から入射した２次
電子に対しても該２次電子に応じた量の光を発生させる
シンチレータと、 ｄ）前記光を検出する光電子増倍管と、を備えることを
特徴とする正負イオン検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14226794A JPH07326315A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 正負イオン検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14226794A JPH07326315A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 正負イオン検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326315A true JPH07326315A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=15311381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14226794A Pending JPH07326315A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 正負イオン検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07326315A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120025085A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| WO2013168488A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡 |
| WO2013175972A1 (ja) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡および電子検出器 |
| US8975592B2 (en) | 2012-01-25 | 2015-03-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| CN107289553A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-24 | 重庆松池科技有限公司 | 一种基于腐植酸盐的负离子发生器及空气净化器 |
| GB2581551A (en) * | 2018-10-22 | 2020-08-26 | Micromass Ltd | Ion detector |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP14226794A patent/JPH07326315A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120025085A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| CN102385064A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-03-21 | 浜松光子学株式会社 | 离子检测装置 |
| US8466413B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-06-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| US20130256539A1 (en) * | 2010-07-29 | 2013-10-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| US8866071B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-10-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| US8975592B2 (en) | 2012-01-25 | 2015-03-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Ion detector |
| WO2013168488A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡 |
| WO2013175972A1 (ja) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡および電子検出器 |
| CN107289553A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-24 | 重庆松池科技有限公司 | 一种基于腐植酸盐的负离子发生器及空气净化器 |
| GB2581551A (en) * | 2018-10-22 | 2020-08-26 | Micromass Ltd | Ion detector |
| GB2581551B (en) * | 2018-10-22 | 2023-02-01 | Micromass Ltd | Ion detector |
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