JPS61233958A - イオン検出器 - Google Patents
イオン検出器Info
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- JPS61233958A JPS61233958A JP61037184A JP3718486A JPS61233958A JP S61233958 A JPS61233958 A JP S61233958A JP 61037184 A JP61037184 A JP 61037184A JP 3718486 A JP3718486 A JP 3718486A JP S61233958 A JPS61233958 A JP S61233958A
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- Japan
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- dynode
- microchannel plate
- microchannel
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- plate
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
- H01J43/04—Electron multipliers
- H01J43/06—Electrode arrangements
- H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode
- H01J43/24—Dynodes having potential gradient along their surfaces
- H01J43/246—Microchannel plates [MCP]
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、一般に、イオン検出器に係り、特に、質量分
光計においてイオンビームを検出するのに特に有用なイ
オン検出器に係る。
光計においてイオンビームを検出するのに特に有用なイ
オン検出器に係る。
従凍の技術
質量分光計において加速されたイオンビームの運動エネ
ルギを電気信号に変換するのに使用されている。装置は
、公知であり、イオン検出器と一般に称されている。既
知のイオン検出器には、ファラディ・カップ検出器、個
別又は連続ダイノード型の電子増倍管、電子増倍管が後
に続くようにされた変換ダイノードシステム、及び電子
／光子コンバータが後に続くようにされたイオン／電子
コンバータといった多数の型式がある。
ルギを電気信号に変換するのに使用されている。装置は
、公知であり、イオン検出器と一般に称されている。既
知のイオン検出器には、ファラディ・カップ検出器、個
別又は連続ダイノード型の電子増倍管、電子増倍管が後
に続くようにされた変換ダイノードシステム、及び電子
／光子コンバータが後に続くようにされたイオン／電子
コンバータといった多数の型式がある。
最も一般的に使用されている質量分光計型の検出器は、
電子増倍管である。これらは、真空系統において作動し
、利得係数が約１０’であり、比較的安定した利得にお
いて寿命が約１年であり、そして比較的コンパクトなも
のである。特許第４゜４２３．３２４号に開示されたよ
うな変換ダイノードと共に使用する時には、この変換ダ
イノードに印加される電圧の極性を切り換えることによ
り、同じ装置で正及び負の両方のイオンを検出すること
ができる。
電子増倍管である。これらは、真空系統において作動し
、利得係数が約１０’であり、比較的安定した利得にお
いて寿命が約１年であり、そして比較的コンパクトなも
のである。特許第４゜４２３．３２４号に開示されたよ
うな変換ダイノードと共に使用する時には、この変換ダ
イノードに印加される電圧の極性を切り換えることによ
り、同じ装置で正及び負の両方のイオンを検出すること
ができる。
第１図には、この形式の公知装置が示されている。この
装置は１次のように作動する。質量分光計の出口から発
生する正のイオン１１は、変換ダイノード１２の表面に
印加された負の電位によって加速される。これらのイオ
ンはダイノードに当たり、荷電された粒子を形成する。
装置は１次のように作動する。質量分光計の出口から発
生する正のイオン１１は、変換ダイノード１２の表面に
印加された負の電位によって加速される。これらのイオ
ンはダイノードに当たり、荷電された粒子を形成する。
負の電荷１３は、電子増倍管１４の上部プレートに印加
された電圧により電子増倍管の前面に吸収される。この
負の電圧は、変換ダイノードの負電圧より実質的に低い
ものであり、これにより、電子は電子増倍管に向って加
速される。増倍管内では増巾が行なわれ、これにより得
られた信号が真空系統から、信号処理のために外部の増
巾器１６へ送り出される。変換ダイノード１２に印加さ
れた電圧が正の場合には、第２図に示すように、負のイ
オン１７がダイノードの表面に吸引され、電荷の変換プ
ロセスが実行される。正の電荷１８が形成され、前記し
たように電子増倍管の前面に吸引されて増倍され、出力
信号が増巾器１６へ送られる。
された電圧により電子増倍管の前面に吸収される。この
負の電圧は、変換ダイノードの負電圧より実質的に低い
ものであり、これにより、電子は電子増倍管に向って加
速される。増倍管内では増巾が行なわれ、これにより得
られた信号が真空系統から、信号処理のために外部の増
巾器１６へ送り出される。変換ダイノード１２に印加さ
れた電圧が正の場合には、第２図に示すように、負のイ
オン１７がダイノードの表面に吸引され、電荷の変換プ
ロセスが実行される。正の電荷１８が形成され、前記し
たように電子増倍管の前面に吸引されて増倍され、出力
信号が増巾器１６へ送られる。
発明の構成
本発明の目的は、正及び負の両方のイオンを検出するこ
とができると共に、初期コスト及び交換コストの両方が
比較的安いコンパクトな検出器を提供することである。
とができると共に、初期コスト及び交換コストの両方が
比較的安いコンパクトな検出器を提供することである。
本発明の検出器は、変換ダイノードと協力する電子増倍
管として１つ以上のマイクロチャンネルプレートを使用
している。
管として１つ以上のマイクロチャンネルプレートを使用
している。
実施例
第３図を説明すれば、本発明によるイオン検出器は、変
換ダイノード２１を備え、このダイノードは、正の高い
電位又は負の高い電イ立にバイアスされ、負又は正のイ
オンを前記したように正又は負の荷電粒子に変換する。
換ダイノード２１を備え、このダイノードは、正の高い
電位又は負の高い電イ立にバイアスされ、負又は正のイ
オンを前記したように正又は負の荷電粒子に変換する。
変換ダイノード２１の出口から至近離間されていて、こ
の出口と共働するのは、マイクロチャンネルプレート２
２である。このマイクロチャンネルプレートは、これに
またがって電圧が印加されて、電子増倍管として働く。
の出口と共働するのは、マイクロチャンネルプレート２
２である。このマイクロチャンネルプレートは、これに
またがって電圧が印加されて、電子増倍管として働く。
この電圧は、電気接点２３及び２４をマイクロチャンネ
ルプレートの上部及び下部に接続することによってマイ
クロチャンネルプレートに印加される。
ルプレートの上部及び下部に接続することによってマイ
クロチャンネルプレートに印加される。
マイクロチャンネルプレート型の増倍管は公知である。
これらは、多数の論文に述べられており、例えば、「レ
ビュー・オン・サイエンティフィック・インスツルーメ
ント（Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ５ｃｉｅｎ−ｔｉｆｉｃ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）Ｊ ３２．８４６（１９６１
年）；１ｂｉｄ、 ３３ 、７６１ （１９５２年）に
掲載され、 たジー・ダブリュー・グツドリ
ッチ（Ｇ、 Ｗ、 Ｇｏｏｄ−ｒｉｅｈ）及びダブりニ
ー・シー・ウィリー（Ｗ、 Ｃ。
ビュー・オン・サイエンティフィック・インスツルーメ
ント（Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ５ｃｉｅｎ−ｔｉｆｉｃ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）Ｊ ３２．８４６（１９６１
年）；１ｂｉｄ、 ３３ 、７６１ （１９５２年）に
掲載され、 たジー・ダブリュー・グツドリ
ッチ（Ｇ、 Ｗ、 Ｇｏｏｄ−ｒｉｅｈ）及びダブりニ
ー・シー・ウィリー（Ｗ、 Ｃ。
Ｖｉｌｅｙ）著の論文に述べられている。マイクロチャ
ンネルプレートは、多くの製造業者の中でも、とりわけ
、ガリレオ・エレクトロオプティック・コーポレーショ
ン（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｅ Ｃｏ
ｒｐｏ−ｒａｔｉｏｎ）、ムラード・リミテッド（Ｍｕ
ｌｌａｒｄ、 Ｌｔｄ、）。
ンネルプレートは、多くの製造業者の中でも、とりわけ
、ガリレオ・エレクトロオプティック・コーポレーショ
ン（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｅ Ｃｏ
ｒｐｏ−ｒａｔｉｏｎ）、ムラード・リミテッド（Ｍｕ
ｌｌａｒｄ、 Ｌｔｄ、）。
バロ・エレク（〜ロン・デバイス（Ｖａｒｏ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ）及びアイ・チー・チー・エレ
クトロオプティック・デビジョン（ＩＴＴ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃｓ Ｄｉｖｉ−ｓｉｏｎ）によって製造
されている。これらは、種々の製品において、増巾装置
として使用され、その動作、構造及び使い方の詳細は、
「原子核装置及び方法（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）Ｊ第１６２巻、
第５８７頁（１９７９年）に掲載されたジェイ・エル・
ライザ（Ｊ、 Ｌ、 Ｖｉｚａ）著の論文。
ｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ）及びアイ・チー・チー・エレ
クトロオプティック・デビジョン（ＩＴＴ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃｓ Ｄｉｖｉ−ｓｉｏｎ）によって製造
されている。これらは、種々の製品において、増巾装置
として使用され、その動作、構造及び使い方の詳細は、
「原子核装置及び方法（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）Ｊ第１６２巻、
第５８７頁（１９７９年）に掲載されたジェイ・エル・
ライザ（Ｊ、 Ｌ、 Ｖｉｚａ）著の論文。
ジエイ°コーテス（Ｊ、 Ｃｏｒｔｅｚ）及びビー・ラ
ブレート（Ｂ、 Ｌａｐｒａｄｅ）著の［長寿命マイク
ロチャンネルプレート（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｍｉｃｒ
ｏｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌａｔｅ）Ｊ論文Ｎｏ、４１８、
サーティフィフス°ピッツバーグ・コンフェレンス・オ
ン・アナライティカル・ケミストリ・アンド・アプライ
ド・スペクトロスコピー（Ｔｈｉｒｔｙ−ｆｉｆｔｈ
Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎＡ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａ
ｐｐｌｉｅｄ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏ−ρｙ）、１９８
４年３月３日に述べられている。基本的には、動作中に
、マイクロチャンネルプレートのマイクロチャンネル管
の各々が連続的なダイノード増倍管として働き、荷電粒
子がチャンネル管一端に入り、二次電子を放出する。こ
れらの二次電子は、チャンネルプレートに印加された外
部電圧により、更に別の二次電子を放出するに充分なエ
ネルギでチャンネル管に沿って下方に加速され、このよ
うにして、各々の一次電子に対し数百１倍の電子増倍を
果たす。
ブレート（Ｂ、 Ｌａｐｒａｄｅ）著の［長寿命マイク
ロチャンネルプレート（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｍｉｃｒ
ｏｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌａｔｅ）Ｊ論文Ｎｏ、４１８、
サーティフィフス°ピッツバーグ・コンフェレンス・オ
ン・アナライティカル・ケミストリ・アンド・アプライ
ド・スペクトロスコピー（Ｔｈｉｒｔｙ−ｆｉｆｔｈ
Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎＡ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａ
ｐｐｌｉｅｄ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏ−ρｙ）、１９８
４年３月３日に述べられている。基本的には、動作中に
、マイクロチャンネルプレートのマイクロチャンネル管
の各々が連続的なダイノード増倍管として働き、荷電粒
子がチャンネル管一端に入り、二次電子を放出する。こ
れらの二次電子は、チャンネルプレートに印加された外
部電圧により、更に別の二次電子を放出するに充分なエ
ネルギでチャンネル管に沿って下方に加速され、このよ
うにして、各々の一次電子に対し数百１倍の電子増倍を
果たす。
本発明によれば、ダイノードに当たるイオンビームは、
多数の粒子を形成し、これらの粒子は、少数のチャンネ
ルに集束ビームとして当たるのではなく、マイクロチャ
ンネルプレートの表面に拡散状態で広い面域にわたって
当たる。これにより、マイクロチャンネルプレートの動
的レンジ及び寿命の両方が、変換ダイノードのない電子
増倍管と比べて増大される。マイクロチャンネルプレー
トの下部は、収集プレート２６に対して負にバイアスさ
れ、マイクロチャンネルプレートを出た電子を信号収集
プレートに吸引させることができる。
多数の粒子を形成し、これらの粒子は、少数のチャンネ
ルに集束ビームとして当たるのではなく、マイクロチャ
ンネルプレートの表面に拡散状態で広い面域にわたって
当たる。これにより、マイクロチャンネルプレートの動
的レンジ及び寿命の両方が、変換ダイノードのない電子
増倍管と比べて増大される。マイクロチャンネルプレー
トの下部は、収集プレート２６に対して負にバイアスさ
れ、マイクロチャンネルプレートを出た電子を信号収集
プレートに吸引させることができる。
電流計２７又は他の増巾器に電流が送られる。
マイクロチャンネルプレート型の検出器は、これまでイ
オンビームの検出に使用された時には。
オンビームの検出に使用された時には。
満足に且つ直線的に作動していない。というのは、ビー
ムが少数のチャンネルに集中し、チャンネルが飽和して
しまうからである。更に、チャンネルプレートに当たる
強力なビームは、これらビームが出たる少数のチャンネ
ルの寿命を短縮してしまう。更に、衝突するイオンが受
ける電圧勾配が、マイクロチャンネルプレートに印加さ
れる電圧に制限される。そこで、本出願人は、変換ダイ
ノードを使用することによって増中度を増加するだけで
なく、変換ダイノードを使用することによってマイクロ
チャンネルプレートに当たる荷電粒子を拡散させ、これ
により、直線性及び寿命を改善した。これに加えて、変
換ダイノードの使用により。
ムが少数のチャンネルに集中し、チャンネルが飽和して
しまうからである。更に、チャンネルプレートに当たる
強力なビームは、これらビームが出たる少数のチャンネ
ルの寿命を短縮してしまう。更に、衝突するイオンが受
ける電圧勾配が、マイクロチャンネルプレートに印加さ
れる電圧に制限される。そこで、本出願人は、変換ダイ
ノードを使用することによって増中度を増加するだけで
なく、変換ダイノードを使用することによってマイクロ
チャンネルプレートに当たる荷電粒子を拡散させ、これ
により、直線性及び寿命を改善した。これに加えて、変
換ダイノードの使用により。
チャンネルプレートのみに向って加速されるイオンに対
して衝突イオンのエネルギが増大し且つエネルギの大き
いイオンが分裂する確率が増すように、電圧を印加する
ことができる。
して衝突イオンのエネルギが増大し且つエネルギの大き
いイオンが分裂する確率が増すように、電圧を印加する
ことができる。
成る場合には、更に大きな増ＩＪ度を得ることが所望さ
れる。このような場合、１つのチャンネルプレートの後
に他のチャンネルプレートが続くように多数のチャンネ
ルプレートを使用し、これにより、最初のチャンネルプ
レートから出て来る電子ビームが第２のチャンネルプレ
ートに当たり、この第２のチャンネルプレートによって
増巾された後に電子が収集プレートに当たるようにされ
る。
れる。このような場合、１つのチャンネルプレートの後
に他のチャンネルプレートが続くように多数のチャンネ
ルプレートを使用し、これにより、最初のチャンネルプ
レートから出て来る電子ビームが第２のチャンネルプレ
ートに当たり、この第２のチャンネルプレートによって
増巾された後に電子が収集プレートに当たるようにされ
る。
検出装置は、大きなマトリクス状のバックグランド信号
が存在する場合にも予想される信号レベルをカバーする
ような動的レンジを有することが重要である。即ち、成
る成分が他の存在する成分の成るパーセンテージである
時でもその成分の密度に比例する出力信号を３桁の密度
で発生できねばならない。
が存在する場合にも予想される信号レベルをカバーする
ような動的レンジを有することが重要である。即ち、成
る成分が他の存在する成分の成るパーセンテージである
時でもその成分の密度に比例する出力信号を３桁の密度
で発生できねばならない。
本発明によるイオン検出器を構成しそしてテストした。
テストのための設定を第４図に示す。
指数関数的な希釈フラスコは、パリアン・エアログラフ
（Ｖａｒｉａｎ Ａｅｒｏｇｒａｐｈ）から購入した。
（Ｖａｒｉａｎ Ａｅｒｏｇｒａｐｈ）から購入した。
この実験においては、ヘリウムのキャリアガスを圧力レ
ギュレータによって１０ｐｓｉにセットした。サンプル
と溶解ガスとを混合するため、フラスコを磁気攪拌器に
よって攪拌した。放出器１は、フラスコから放出する流
れが約５０ｃｃ／分となるように調整した。質量分光計
への流れは、弁１を開いた状態で、指示圧力が４Ｘ１０
−’ｔｏｒｒとなるまで、放出器２によってｗｓ整した
。実際の流量値は、石鹸気泡メータにより、弁１を開い
た状態と閉じた状態で測定した。、測定した流量の差が
質量分光計への流れであり、これは、約２．７ｃｃ／分
であった。アルゴンガスのサンプルを希釈フラスコへ注
入し、アルゴンピーク（ｍ ／ ｅ ＝ ４０ ）の強
度を時間の関数として監視した。次のような２つの監視
方法を使用した。（１）１００秒走査を使用し、２分ご
とに、２ペン式のストリップチャート記録器にｍ／ｅ２
６から４５までのスペクトルを記録した。（２） Ｋｅ
ｉｔｈｌｅｙモデル６１４電流計を使用し、ｍ ／ ｅ
＝ ４０ピークの強度を連続的に監視した。その読み
を時間の関数として得た。
ギュレータによって１０ｐｓｉにセットした。サンプル
と溶解ガスとを混合するため、フラスコを磁気攪拌器に
よって攪拌した。放出器１は、フラスコから放出する流
れが約５０ｃｃ／分となるように調整した。質量分光計
への流れは、弁１を開いた状態で、指示圧力が４Ｘ１０
−’ｔｏｒｒとなるまで、放出器２によってｗｓ整した
。実際の流量値は、石鹸気泡メータにより、弁１を開い
た状態と閉じた状態で測定した。、測定した流量の差が
質量分光計への流れであり、これは、約２．７ｃｃ／分
であった。アルゴンガスのサンプルを希釈フラスコへ注
入し、アルゴンピーク（ｍ ／ ｅ ＝ ４０ ）の強
度を時間の関数として監視した。次のような２つの監視
方法を使用した。（１）１００秒走査を使用し、２分ご
とに、２ペン式のストリップチャート記録器にｍ／ｅ２
６から４５までのスペクトルを記録した。（２） Ｋｅ
ｉｔｈｌｅｙモデル６１４電流計を使用し、ｍ ／ ｅ
＝ ４０ピークの強度を連続的に監視した。その読み
を時間の関数として得た。
データを片対数の用紙にプロットし、バックグランドア
ルゴンに対して修正を行なった。記録器のトレースから
のデータをピーク高さとして定規で測定し、正規化した
。電流計のデータをナノアンペア単位でプロットした。
ルゴンに対して修正を行なった。記録器のトレースから
のデータをピーク高さとして定規で測定し、正規化した
。電流計のデータをナノアンペア単位でプロットした。
存在するサンプルの絶対量は計算しなかった。
第５図は、電流計のデータをプロットしたものである。
ｍ／ｅ＝４０に対するバックグランド値は、０．４８ナ
ノアンペアであり、これはその系統の残留空気漏れによ
るものである。（基本的な圧力は、２Ｘ１０−”であっ
た、）これを測定した読みから差し引いた。修正済みの
読みと、未修正の読みの両方が示されている。サンプル
を注入した（２７５ｉ＋Ｑのフラスコに１ｍＱのアルゴ
ンを）時と、最大強度を記録した時との間の最初の遅れ
は、系統の容積によるものであり、特に、グランビルー
ブイリップス（Ｇｒａｎｖｉｌｌｅ−Ｐｈｉｌｌｉｐｓ
）の放出器によるものである。又、絶対量は測定しなか
った・ １０００ボルトを印加した検出器のストリップ電流は、
２．１マイクロアンペアである。製造業者の文献によれ
ば、この値の１０％、即ち、２１０ナノアンペアより上
では出力電流が非直線的になることが述べられている。
ノアンペアであり、これはその系統の残留空気漏れによ
るものである。（基本的な圧力は、２Ｘ１０−”であっ
た、）これを測定した読みから差し引いた。修正済みの
読みと、未修正の読みの両方が示されている。サンプル
を注入した（２７５ｉ＋Ｑのフラスコに１ｍＱのアルゴ
ンを）時と、最大強度を記録した時との間の最初の遅れ
は、系統の容積によるものであり、特に、グランビルー
ブイリップス（Ｇｒａｎｖｉｌｌｅ−Ｐｈｉｌｌｉｐｓ
）の放出器によるものである。又、絶対量は測定しなか
った・ １０００ボルトを印加した検出器のストリップ電流は、
２．１マイクロアンペアである。製造業者の文献によれ
ば、この値の１０％、即ち、２１０ナノアンペアより上
では出力電流が非直線的になることが述べられている。
この点がグラフに示されている。直線からのずれが第５
図の上端に示され・ており、これは、１２０ナノアンペ
アの最大値を有している。この部分は、測定系の時定数
によるものである。
図の上端に示され・ており、これは、１２０ナノアンペ
アの最大値を有している。この部分は、測定系の時定数
によるものである。
第６図は、ｍ ／ ｅ ＝＝ ４０ピークに対して走査
し、記録器のトレースからミリメータ単位でピーク高さ
を測定することによって得たデータを示している。この
グラフは、ピーク高さくｍ、）を時間に対して示すもの
で、このピーク高さは、１ｍＶの記録器感度に対して正
規化されている。残留するｍ／ｅ＝４０ピークの値を差
し引くことによりバックグランドの修正を行なった。こ
の目盛は、０．５１Ｘ１０″″”Ａ／ｍｍに対応し、最
大ピーク電流は５０．６ナノアンペアである（係数２゜
５だけ第５図より低い）。この結果は、３桁の動的な直
線レンジにわたるまっすぐな線である。バックグランド
ピークも走査されるので、ｍ ／ ｅ ＝４４の値も含
まれており、この測定中の系の安定性を示している。
し、記録器のトレースからミリメータ単位でピーク高さ
を測定することによって得たデータを示している。この
グラフは、ピーク高さくｍ、）を時間に対して示すもの
で、このピーク高さは、１ｍＶの記録器感度に対して正
規化されている。残留するｍ／ｅ＝４０ピークの値を差
し引くことによりバックグランドの修正を行なった。こ
の目盛は、０．５１Ｘ１０″″”Ａ／ｍｍに対応し、最
大ピーク電流は５０．６ナノアンペアである（係数２゜
５だけ第５図より低い）。この結果は、３桁の動的な直
線レンジにわたるまっすぐな線である。バックグランド
ピークも走査されるので、ｍ ／ ｅ ＝４４の値も含
まれており、この測定中の系の安定性を示している。
本発明の検出装置は、バックグランドガス圧力が高くて
も、所要の動的レンジを有することが明らかであろう。
も、所要の動的レンジを有することが明らかであろう。
マイクロチャンネルプレートは、抵抗温度係数を有して
いる。従って、ダイノード、マイクロチャンネルプレー
ト及び収集器の相対的な電圧が抵抗電圧分割器によって
単１の電源から得られる場合には、電圧比が温度に対し
て一定に保たれるように、種々の抵抗の温度係数を一致
させねばならない・このような構成が第７図に示されて
おり、抵抗３１．３２と、マイクロチャンネルプレート
の抵抗とによって分割器が形成されている。
いる。従って、ダイノード、マイクロチャンネルプレー
ト及び収集器の相対的な電圧が抵抗電圧分割器によって
単１の電源から得られる場合には、電圧比が温度に対し
て一定に保たれるように、種々の抵抗の温度係数を一致
させねばならない・このような構成が第７図に示されて
おり、抵抗３１．３２と、マイクロチャンネルプレート
の抵抗とによって分割器が形成されている。
このイオン検出器の設計では、マイクロチャンネルプレ
ートの別々の部分をダイノードからのイオンに露出して
、成る領域が摩耗した時に別の領域を使用できるように
、マイクロチャンネルプレートを移動することができる
。或いは又、検出器構造体を完全に分解せずに、所定の
期間の後にマイクロチャンネルプレートを交換して表面
を新しくするように設計することもできる。
ートの別々の部分をダイノードからのイオンに露出して
、成る領域が摩耗した時に別の領域を使用できるように
、マイクロチャンネルプレートを移動することができる
。或いは又、検出器構造体を完全に分解せずに、所定の
期間の後にマイクロチャンネルプレートを交換して表面
を新しくするように設計することもできる。
この構゛造の別の特徴は、個別の電源を使用した時に、
ダイノードに印加される電圧を下げてマイクロチャンネ
ルプレートの電圧に等しくすることによって利得を相当
に変化させ、系統の利得を低下する間にマイクロチャン
ネルプレートに流れる電流を一定に保持できるように、
ダイノード及′び増倍管に電圧を印加できることである
。
ダイノードに印加される電圧を下げてマイクロチャンネ
ルプレートの電圧に等しくすることによって利得を相当
に変化させ、系統の利得を低下する間にマイクロチャン
ネルプレートに流れる電流を一定に保持できるように、
ダイノード及′び増倍管に電圧を印加できることである
。
かくて、ＩＪ！を量分光計等に使用するための改良され
たコンパクトな直線型のイオン検出器が提供された。
たコンパクトな直線型のイオン検出器が提供された。
第１図は、正のイオンを検出するための公知技術による
変換ダイノード及び増倍管を含むイオン検出器の回路図
、 第２図は、負のイオンを検出するための公知技術による
変換ダイノード及び電子増倍管を含むイオン検出器の回
路図、 第３図は、変換ダイノード及びマイクロチャンネル電子
増倍管プレートを用いた本発明によるイオン検出器を示
す図。 第４図は、第３図に示された検出器の直線性をテストす
る系統を示す図、 第５図及び第６図は１本発明によるイオン検出器の動的
レンジを示す図、そして 第７図は、検出器の電圧を発生する抵抗分割器を示す図
である。 １１・・・正のイオン １２・・・変換ダイノード １３・・・負の電荷 １４・・・電子増倍管１６・・
・増巾器 ２１・・・変換ダイノード ２２・・・マイクロチャンネルプレート２３．２４・・
・電気接点
変換ダイノード及び増倍管を含むイオン検出器の回路図
、 第２図は、負のイオンを検出するための公知技術による
変換ダイノード及び電子増倍管を含むイオン検出器の回
路図、 第３図は、変換ダイノード及びマイクロチャンネル電子
増倍管プレートを用いた本発明によるイオン検出器を示
す図。 第４図は、第３図に示された検出器の直線性をテストす
る系統を示す図、 第５図及び第６図は１本発明によるイオン検出器の動的
レンジを示す図、そして 第７図は、検出器の電圧を発生する抵抗分割器を示す図
である。 １１・・・正のイオン １２・・・変換ダイノード １３・・・負の電荷 １４・・・電子増倍管１６・・
・増巾器 ２１・・・変換ダイノード ２２・・・マイクロチャンネルプレート２３．２４・・
・電気接点
Claims (1)
- 荷電粒子を入口で受け取りそして荷電粒子が拡散状態で
出口から出るように荷電粒子を出口に供給する変換ダイ
ノードと、この変換ダイノードの出口から上記の拡散さ
れた荷電粒子を受け取るようにこの変換電極の付近に配
置されたマイクロチャンネル電子増倍管と、マイクロチ
ャンネルプレートを出る電子を受け取る収集電極とを具
備することを特徴とするイオン検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US70465185A | 1985-02-22 | 1985-02-22 | |
| US704651 | 1985-02-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61233958A true JPS61233958A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=24830368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61037184A Pending JPS61233958A (ja) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | イオン検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0193311A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61233958A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618605A1 (fr) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Nermag Sa Ste Nouvelle | Dispositif de detection et d'amplification de faibles courants ioniques positifs ou negatifs |
| US4988868A (en) * | 1989-05-15 | 1991-01-29 | Galileo Electro-Optics Corp. | Ion detector |
| GB2253302A (en) * | 1991-02-05 | 1992-09-02 | Kratos Analytical Ltd | Ion detector |
| GB9604655D0 (en) * | 1996-03-05 | 1996-05-01 | Fisons Plc | Mass spectrometer and detector apparatus therefor |
| US7157697B2 (en) | 2002-12-12 | 2007-01-02 | Micromass Uk Limited | Ion detector |
| GB2402546B (en) * | 2002-12-12 | 2005-05-18 | Micromass Ltd | Ion detector |
| GB0229001D0 (en) * | 2002-12-12 | 2003-01-15 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
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| CN111487483B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-05-24 | 北京卫星环境工程研究所 | 基于微通道板的紧凑型空间带电粒子探测器结构 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2461224C3 (de) * | 1974-12-23 | 1978-10-12 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Ortsempfindlicher Detektor für den Nachweis von Ionen in der Fokalebene eines Magneten eines Massenspektrometers |
-
1986
- 1986-02-13 EP EP86300994A patent/EP0193311A3/en not_active Withdrawn
- 1986-02-21 JP JP61037184A patent/JPS61233958A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0193311A3 (en) | 1987-11-04 |
| EP0193311A2 (en) | 1986-09-03 |
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