JPH087827A - ビームガイド - Google Patents
ビームガイドInfo
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- JPH087827A JPH087827A JP6135460A JP13546094A JPH087827A JP H087827 A JPH087827 A JP H087827A JP 6135460 A JP6135460 A JP 6135460A JP 13546094 A JP13546094 A JP 13546094A JP H087827 A JPH087827 A JP H087827A
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- Japan
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- charged particles
- beam guide
- power source
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ４重極ビームガイドにおいて、真空度が悪い
場合にも良好に荷電粒子を進行させる。 【構成】 電極１１、１２、１３、１４は体積抵抗を有
する柱状の抵抗体で形成されている。電源１５の電圧Ｖ
+IN は従来の高周波電圧Ｖ+ に入射口直流電圧ＶINが加
算されたもの、電源１７の電圧Ｖ+OUTは従来の高周波電
圧Ｖ+ に出射口直流電圧ＶOUT が加算されたもの、電源
１６の電圧Ｖ-IN は従来の高周波電圧Ｖ- に入射口直流
電圧ＶINが加算されたもの、電源１８の電圧Ｖ-OUTは従
来の高周波電圧Ｖ- に出射口直流電圧ＶOUT が加算され
たものである。従って、荷電粒子がマイナスイオンの場
合はＶIN＜ＶOUT とすることによって、ｚ軸上にはマイ
ナスイオンに対する加速電場が形成されるので、真空度
が悪い場合でも荷電粒子をｚ軸に沿って進行させること
ができる。
場合にも良好に荷電粒子を進行させる。 【構成】 電極１１、１２、１３、１４は体積抵抗を有
する柱状の抵抗体で形成されている。電源１５の電圧Ｖ
+IN は従来の高周波電圧Ｖ+ に入射口直流電圧ＶINが加
算されたもの、電源１７の電圧Ｖ+OUTは従来の高周波電
圧Ｖ+ に出射口直流電圧ＶOUT が加算されたもの、電源
１６の電圧Ｖ-IN は従来の高周波電圧Ｖ- に入射口直流
電圧ＶINが加算されたもの、電源１８の電圧Ｖ-OUTは従
来の高周波電圧Ｖ- に出射口直流電圧ＶOUT が加算され
たものである。従って、荷電粒子がマイナスイオンの場
合はＶIN＜ＶOUT とすることによって、ｚ軸上にはマイ
ナスイオンに対する加速電場が形成されるので、真空度
が悪い場合でも荷電粒子をｚ軸に沿って進行させること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、質量分析装置等に用い
られるビームガイドに関する。
られるビームガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】質量分析装置等においては荷電粒子を導
くために、４重極、６重極、８重極といった２ｎ本（但
し、ｎは２以上の自然数である。以下、同様である。）
の柱状電極を用いたビームガイドが用いられている。そ
の例を図４に示す。
くために、４重極、６重極、８重極といった２ｎ本（但
し、ｎは２以上の自然数である。以下、同様である。）
の柱状電極を用いたビームガイドが用いられている。そ
の例を図４に示す。
【０００３】図４は４重極ビームガイドの構成を模式的
に示す図であり、柱状電極（以下、単に電極と称す）
１、２、３、４は導体で構成されている。そして、例え
ば図に示すように、対向する電極１及び電極３には電源
６から高周波電圧Ｖ+ が印加され、また対向する電極２
及び電極４には電源５から高周波電圧Ｖ- が印加されて
いる。ここで、 Ｖ+ ＝Ｖ0 cosωｔ …(1) Ｖ- ＝−Ｖ0 cosωｔ …(2) である。
に示す図であり、柱状電極（以下、単に電極と称す）
１、２、３、４は導体で構成されている。そして、例え
ば図に示すように、対向する電極１及び電極３には電源
６から高周波電圧Ｖ+ が印加され、また対向する電極２
及び電極４には電源５から高周波電圧Ｖ- が印加されて
いる。ここで、 Ｖ+ ＝Ｖ0 cosωｔ …(1) Ｖ- ＝−Ｖ0 cosωｔ …(2) である。
【０００４】これにより、入射された荷電粒子の中の一
定の条件を満足するものは、ｘ−ｙ平面内では有限な振
動を行いながらも一定の範囲以上には広がらないでｚ軸
方向、即ち光軸方向に進行する。
定の条件を満足するものは、ｘ−ｙ平面内では有限な振
動を行いながらも一定の範囲以上には広がらないでｚ軸
方向、即ち光軸方向に進行する。
【０００５】以上は４重極のビームガイドについて説明
したが、６重極、８重極等、２ｎ重極のビームガイドに
おいても同様である。
したが、６重極、８重極等、２ｎ重極のビームガイドに
おいても同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た説明は、荷電粒子の平均自由行程がビームガイドの長
さと同程度あるいはそれ以上に長い、高真空の状態で成
り立つものであり、荷電粒子の平均自由行程がビームガ
イドの長さ未満である場合には成り立たないものであ
る。
た説明は、荷電粒子の平均自由行程がビームガイドの長
さと同程度あるいはそれ以上に長い、高真空の状態で成
り立つものであり、荷電粒子の平均自由行程がビームガ
イドの長さ未満である場合には成り立たないものであ
る。
【０００７】即ち、荷電粒子の平均自由行程がビームガ
イドの長さ未満である場合には、荷電粒子はビームガイ
ドの内部で残留ガス等と衝突を繰り返し、その結果、ｚ
方向の運動量を失ってしまい、ｚ方向に移動できなくな
るので、質量分析装置等へ導入することができない場合
があるのである。
イドの長さ未満である場合には、荷電粒子はビームガイ
ドの内部で残留ガス等と衝突を繰り返し、その結果、ｚ
方向の運動量を失ってしまい、ｚ方向に移動できなくな
るので、質量分析装置等へ導入することができない場合
があるのである。
【０００８】しかし、近年では大気圧に近い圧力の下で
ビームガイドによって荷電粒子を進行させることが行わ
れており、このような場合にも良好に荷電粒子を進行さ
せることができるビームガイドが望まれていた。
ビームガイドによって荷電粒子を進行させることが行わ
れており、このような場合にも良好に荷電粒子を進行さ
せることができるビームガイドが望まれていた。
【０００９】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、真空状態が悪い場合において良好に荷電粒子を進
行させることができるビームガイドを提供することを目
的とするものである。
って、真空状態が悪い場合において良好に荷電粒子を進
行させることができるビームガイドを提供することを目
的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のビームガイドは、２ｎ本（但し、ｎは２
以上の自然数）の柱状電極を備え、各電極に高周波電圧
を印加することによって荷電粒子を通過させるビームガ
イドにおいて、光軸上には荷電粒子を加速する方向に電
場が形成されていることを特徴とする。
めに、本発明のビームガイドは、２ｎ本（但し、ｎは２
以上の自然数）の柱状電極を備え、各電極に高周波電圧
を印加することによって荷電粒子を通過させるビームガ
イドにおいて、光軸上には荷電粒子を加速する方向に電
場が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用及び発明の効果】本発明のビームガイドは、２ｎ
本（但し、ｎは２以上の自然数）の柱状電極を備えてい
る。そして、各電極には荷電粒子を通過させるために高
周波電圧が印加されるのであるが、光軸上には荷電粒子
を加速する方向に電場が形成されている。
本（但し、ｎは２以上の自然数）の柱状電極を備えてい
る。そして、各電極には荷電粒子を通過させるために高
周波電圧が印加されるのであるが、光軸上には荷電粒子
を加速する方向に電場が形成されている。
【００１２】従って、荷電粒子の平均自由行程がビーム
ガイドの長さ未満という真空度が悪い場合であっても、
荷電粒子は加速電場によって進行方向に加速されるの
で、荷電粒子を良好に進行させることができる。
ガイドの長さ未満という真空度が悪い場合であっても、
荷電粒子は加速電場によって進行方向に加速されるの
で、荷電粒子を良好に進行させることができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係るビームガイドを４重極のビームガイ
ドに適用した場合の一実施例の構成を示す図であり、図
中、１１、１２、１３、１４は電極、１５、１６、１
７、１８は電源を示す。
図１は本発明に係るビームガイドを４重極のビームガイ
ドに適用した場合の一実施例の構成を示す図であり、図
中、１１、１２、１３、１４は電極、１５、１６、１
７、１８は電源を示す。
【００１４】電極１１、１２、１３、１４は体積抵抗を
有する柱状の抵抗体で形成されている。そして、対向す
る電極１１と電極１３の入射端には電源１５から電圧Ｖ
+INが印加され、出射端には電源１７から電圧Ｖ+OUTが
印加されている。同様に、対向する電極１２と電極１４
の入射端には電源１６から電圧Ｖ-IN が印加され、出射
端には電源１８から電圧Ｖ-OUTが印加されている。
有する柱状の抵抗体で形成されている。そして、対向す
る電極１１と電極１３の入射端には電源１５から電圧Ｖ
+INが印加され、出射端には電源１７から電圧Ｖ+OUTが
印加されている。同様に、対向する電極１２と電極１４
の入射端には電源１６から電圧Ｖ-IN が印加され、出射
端には電源１８から電圧Ｖ-OUTが印加されている。
【００１５】ここで、電源１５の電圧Ｖ+IN 、電源１７
の電圧Ｖ+OUT、電源１６の電圧Ｖ-IN 、電源１８の電圧
Ｖ-OUTは、それぞれ下記に示すように従来の高周波電圧
に所定の直流電圧を重畳した電圧である。
の電圧Ｖ+OUT、電源１６の電圧Ｖ-IN 、電源１８の電圧
Ｖ-OUTは、それぞれ下記に示すように従来の高周波電圧
に所定の直流電圧を重畳した電圧である。
【００１６】 Ｖ+IN ＝Ｖ0 cosωｔ＋ＶIN …(3) Ｖ+OUT＝Ｖ0 cosωｔ＋ＶOUT …(4) V-IN ＝−Ｖ0 cosωｔ＋ＶIN …(5) Ｖ-OUT＝−Ｖ0 cosωｔ＋ＶOUT …(6) このように、電源１５の電圧Ｖ+IN は、従来の高周波電
圧Ｖ+ に入射口直流電圧ＶINが加算されたものであり、
電源１７の電圧Ｖ+OUTは、従来の高周波電圧Ｖ+ に出射
口直流電圧ＶOUT が加算されたものであり、電源１６の
電圧Ｖ-IN は、従来の高周波電圧Ｖ- に入射口直流電圧
ＶINが加算されたものであり、電源１８の電圧Ｖ
-OUTは、従来の高周波電圧Ｖ- に出射口直流電圧ＶOUT
が加算されたものである。
圧Ｖ+ に入射口直流電圧ＶINが加算されたものであり、
電源１７の電圧Ｖ+OUTは、従来の高周波電圧Ｖ+ に出射
口直流電圧ＶOUT が加算されたものであり、電源１６の
電圧Ｖ-IN は、従来の高周波電圧Ｖ- に入射口直流電圧
ＶINが加算されたものであり、電源１８の電圧Ｖ
-OUTは、従来の高周波電圧Ｖ- に出射口直流電圧ＶOUT
が加算されたものである。
【００１７】そして、入射口直流電圧ＶIN、出射口直流
電圧ＶOUT は対象となっている荷電粒子に対して加速電
場を形成するように設定される。
電圧ＶOUT は対象となっている荷電粒子に対して加速電
場を形成するように設定される。
【００１８】このような構成において、図４に示すと同
様に３次元直交座標（ｘ，ｙ，ｚ）をとり、ｘ軸方向、
ｙ軸方向及びｚ軸方向の電場を求めると次のようであ
る。
様に３次元直交座標（ｘ，ｙ，ｚ）をとり、ｘ軸方向、
ｙ軸方向及びｚ軸方向の電場を求めると次のようであ
る。
【００１９】さて、ｚ方向の電場は入射口及び出射口付
近を除いて一定と考えられるので、電極中の電位は定数
分を除いて次式で表されることになる。
近を除いて一定と考えられるので、電極中の電位は定数
分を除いて次式で表されることになる。
【００２０】 Ｖ（ｘ,ｙ,ｚ）＝Ｖn（ｘ,ｙ）・cosωｔ ＋ＶIN＋（ＶOUT−ＶIN）・ｚ／ｌ …(7) ここで、ｌはビームガイドのｚ方向の長さである。ま
た、Ｖn（ｘ,ｙ）は２ｎ重極の作る電場であり、例えば
４重極の場合には、電極の内接円の半径をａとすれば、 Ｖn（ｘ,ｙ）＝Ｖ0（ｘ2−ｙ2）／ａ2 …(8) であることはよく知られているところである。
た、Ｖn（ｘ,ｙ）は２ｎ重極の作る電場であり、例えば
４重極の場合には、電極の内接円の半径をａとすれば、 Ｖn（ｘ,ｙ）＝Ｖ0（ｘ2−ｙ2）／ａ2 …(8) であることはよく知られているところである。
【００２１】従って、ｘ方向の電場Ｅx 及びｙ方向の電
場Ｅy はそれぞれ下記の式で表されることになる。
場Ｅy はそれぞれ下記の式で表されることになる。
【００２２】
【数１】
【００２３】この(9)式、(10)式で表されるｘ方向の電
場Ｅx 及びｙ方向の電場Ｅy は、図４に示す従来のビー
ムガイドにおいて形成されているｘ方向の電場Ｅx 及び
ｙ方向の電場Ｅy と同じであり、従って、図１に示す構
成におけるｘ−ｙ平面内での荷電粒子に対する作用は、
図４に示す従来のビームガイドにおける作用と同じであ
る。
場Ｅx 及びｙ方向の電場Ｅy は、図４に示す従来のビー
ムガイドにおいて形成されているｘ方向の電場Ｅx 及び
ｙ方向の電場Ｅy と同じであり、従って、図１に示す構
成におけるｘ−ｙ平面内での荷電粒子に対する作用は、
図４に示す従来のビームガイドにおける作用と同じであ
る。
【００２４】一方、ｚ方向の電場は、
【００２５】
【数２】
【００２６】と表される。
【００２７】この(11)式で表される電場は、ＶIN＜Ｖ
OUT である場合には図２に示すような直線で示されるこ
とは明らかである。即ち、ｚ軸上の電場はｚ軸に沿って
傾斜しているのである。
OUT である場合には図２に示すような直線で示されるこ
とは明らかである。即ち、ｚ軸上の電場はｚ軸に沿って
傾斜しているのである。
【００２８】従って、荷電粒子がマイナスイオンであれ
ば、この電場は当該荷電粒子に対して加速電場となるの
で、荷電粒子が残留ガス等に衝突してｚ方向の運動エネ
ルギーを失ったとしても、この加速電場によってｚ方向
に移動されることになる。つまり、荷電粒子がマイナス
イオンである場合にはＶIN＜ＶOUT と設定されるのであ
る。
ば、この電場は当該荷電粒子に対して加速電場となるの
で、荷電粒子が残留ガス等に衝突してｚ方向の運動エネ
ルギーを失ったとしても、この加速電場によってｚ方向
に移動されることになる。つまり、荷電粒子がマイナス
イオンである場合にはＶIN＜ＶOUT と設定されるのであ
る。
【００２９】また、荷電粒子がプラスイオンである場合
には、ＶIN＜ＶOUT と設定される。これによって、ｚ軸
上にはｚ軸に沿って当該荷電粒子に対して加速電場を形
成することができ、以て真空度が悪い場合にも荷電粒子
をｚ方向に移動させることができることは明らかであ
る。
には、ＶIN＜ＶOUT と設定される。これによって、ｚ軸
上にはｚ軸に沿って当該荷電粒子に対して加速電場を形
成することができ、以て真空度が悪い場合にも荷電粒子
をｚ方向に移動させることができることは明らかであ
る。
【００３０】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。
【００３１】例えば、上記実施例では、各電極１１〜１
４は体積抵抗を有する柱状の抵抗体で形成されているも
のとしたが、セラミック等の絶縁物の表面に薄膜の抵抗
体を形成してもよいものである。
４は体積抵抗を有する柱状の抵抗体で形成されているも
のとしたが、セラミック等の絶縁物の表面に薄膜の抵抗
体を形成してもよいものである。
【００３２】また、各電極１１〜１４は、図３に示すよ
うに柱状の導体２０と柱状の絶縁体２１を交互に配置し
た構成とし、それぞれの導体２０に所定の電圧を印加す
るようにしてもよい。
うに柱状の導体２０と柱状の絶縁体２１を交互に配置し
た構成とし、それぞれの導体２０に所定の電圧を印加す
るようにしてもよい。
【００３３】更に、各電極１１〜１４は、柱状の絶縁体
に、図３の２０で示すように所定の間隔をおいて導電性
薄膜を形成して、これらの導電性薄膜に所定の電圧を印
加するようにしてもよい。
に、図３の２０で示すように所定の間隔をおいて導電性
薄膜を形成して、これらの導電性薄膜に所定の電圧を印
加するようにしてもよい。
【００３４】また更に、上記実施例においては本発明を
４重極ビームガイドに適用した場合について説明した
が、本発明は、６重極、８重極等、２ｎ重極のビームガ
イドに一般的に適用できるものであることは当然であ
る。
４重極ビームガイドに適用した場合について説明した
が、本発明は、６重極、８重極等、２ｎ重極のビームガ
イドに一般的に適用できるものであることは当然であ
る。
【図１】 本発明を４重極ビームガイドに適用した場合
の一実施例の構成を示す図である。
の一実施例の構成を示す図である。
【図２】 図１において、ＶIN＜ＶOUT である場合のｚ
軸上の電場を示す図である。
軸上の電場を示す図である。
【図３】 図１の電極１１〜１４の変形例を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】 従来の４重極ビームガイドの構成例を示す図
である。
である。
１１、１２、１３、１４…電極、１５、１６、１７、１
８…電源。
８…電源。
Claims (1)
- 【請求項１】２ｎ本（但し、ｎは２以上の自然数）の柱
状電極を備え、各電極に高周波電圧を印加することによ
って荷電粒子を通過させるビームガイドにおいて、 光軸上には荷電粒子を加速する方向に電場が形成されて
いることを特徴とするビームガイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6135460A JPH087827A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ビームガイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6135460A JPH087827A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ビームガイド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087827A true JPH087827A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15152236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6135460A Withdrawn JPH087827A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ビームガイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087827A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1097838A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-04-14 | Yokogawa Analytical Syst Kk | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
| WO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| WO2008129751A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| JP4816792B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2011-11-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6135460A patent/JPH087827A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1097838A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-04-14 | Yokogawa Analytical Syst Kk | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
| WO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| JPWO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2010-07-08 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| US8207491B2 (en) | 2007-03-23 | 2012-06-26 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
| WO2008129751A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| WO2008136040A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-13 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| JP4816792B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2011-11-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| US8134123B2 (en) | 2007-04-17 | 2012-03-13 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |