JPS62103955A - イオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメ−タ - Google Patents
イオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメ−タInfo
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- JPS62103955A JPS62103955A JP61252787A JP25278786A JPS62103955A JP S62103955 A JPS62103955 A JP S62103955A JP 61252787 A JP61252787 A JP 61252787A JP 25278786 A JP25278786 A JP 25278786A JP S62103955 A JPS62103955 A JP S62103955A
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- potential
- magnetic field
- cyclotron resonance
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/64—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using cyclotron resonance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/36—Radio frequency spectrometers, e.g. Bennett-type spectrometers, Redhead-type spectrometers
- H01J49/38—Omegatrons ; using ion cyclotron resonance
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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、所定の領域内で一様である一定の磁場を発生
する磁石装置と、該磁場内に配置され且つ対応する電位
が印加された時にイオントラップを形成する電極を有す
る２つの室であって、前記磁場の方向に対して垂直に延
び且つ小さな開口を有する共通の隔壁によって互いに分
離されていると共に前記２つの室内に異なる真空状態が
作られるようにするポンプ手段に接続された２つの室と
を有し、さらに、前記２つの室のうち低真空にされ得る
第１の室に接続されたイオン化手段と、前記２つの室の
うち高真空にされ得る第２の室に接続された送受信手段
と、及び前記イオンが前記夫々のイオントラップで捕え
られ又は前記２つの室の間で分配可能に開放されること
を選択的に行なわせる電位を前記電極に印加する電源と
を備えるイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメー
タに関する。
する磁石装置と、該磁場内に配置され且つ対応する電位
が印加された時にイオントラップを形成する電極を有す
る２つの室であって、前記磁場の方向に対して垂直に延
び且つ小さな開口を有する共通の隔壁によって互いに分
離されていると共に前記２つの室内に異なる真空状態が
作られるようにするポンプ手段に接続された２つの室と
を有し、さらに、前記２つの室のうち低真空にされ得る
第１の室に接続されたイオン化手段と、前記２つの室の
うち高真空にされ得る第２の室に接続された送受信手段
と、及び前記イオンが前記夫々のイオントラップで捕え
られ又は前記２つの室の間で分配可能に開放されること
を選択的に行なわせる電位を前記電極に印加する電源と
を備えるイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメー
タに関する。
（従来技術及びその問題点）
この種のイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメー
タは、発行された’ ＥＳＮ ＥｕｒｏｐｅａｎＳｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｎｅｗｓ”、 ５８． （１９８
５）の１６頁から１８頁に、アール・エル・セッテイー
ネ氏等による論文中で既に記載されている。この公知の
スペクトロメータの場合には、前記２つの室は、前記磁
場の一様な領域内で互いに直接並んで配置されており且
つ隔壁を有しているだけでなく、該隔壁に平行に延びる
前記電極内に設けられ、電子ビームが前記２つの室を通
るように方向づけする小さな孔又は窓をも有している。
タは、発行された’ ＥＳＮ ＥｕｒｏｐｅａｎＳｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｎｅｗｓ”、 ５８． （１９８
５）の１６頁から１８頁に、アール・エル・セッテイー
ネ氏等による論文中で既に記載されている。この公知の
スペクトロメータの場合には、前記２つの室は、前記磁
場の一様な領域内で互いに直接並んで配置されており且
つ隔壁を有しているだけでなく、該隔壁に平行に延びる
前記電極内に設けられ、電子ビームが前記２つの室を通
るように方向づけする小さな孔又は窓をも有している。
この過程の間、より低い真空となっている前記第１の室
内で作られるイオンの数は、より高い真空となっており
従ってガス濃度がはるかに低い前記第２の室内で作られ
るものよりはるかに多い。例えば、そのガス圧力は、前
記第１の室内では約１０−’ｈＰａで、前記第２の室で
は約１０−＠乃至１０”’ｈＰａである。
内で作られるイオンの数は、より高い真空となっており
従ってガス濃度がはるかに低い前記第２の室内で作られ
るものよりはるかに多い。例えば、そのガス圧力は、前
記第１の室内では約１０−’ｈＰａで、前記第２の室で
は約１０−＠乃至１０”’ｈＰａである。
従って、ガスのイオン化は、前記第１の室内においては
前記第２の室内におけるよりも１００から１０００倍高
くなる。前記両室は磁場の一様な領域内に配置されてい
るので、このようして作られた前記イオンは、その熱エ
ネルギーにより円形のサイクロトロン通路に沿った前記
磁場に垂直に動いている間、前記磁場の方向に自由に動
き、従ってより高い圧力となっている前記室からより低
い圧力となっている前記室へと自由に移動する。
前記第２の室内におけるよりも１００から１０００倍高
くなる。前記両室は磁場の一様な領域内に配置されてい
るので、このようして作られた前記イオンは、その熱エ
ネルギーにより円形のサイクロトロン通路に沿った前記
磁場に垂直に動いている間、前記磁場の方向に自由に動
き、従ってより高い圧力となっている前記室からより低
い圧力となっている前記室へと自由に移動する。
このようにして、前記イオンが前記２つの室に亘って均
一に分布され、これによって第２の室内で利用できる前
記イオンの数は、ガスの単なる励起によってこの室内で
作られ得る数よりもはるかに多い。
一に分布され、これによって第２の室内で利用できる前
記イオンの数は、ガスの単なる励起によってこの室内で
作られ得る数よりもはるかに多い。
上記公知の装置の欠点は、利用できるスペースが限られ
ていること及び磁場の影響によって、前記２つの室が、
異なるイオン化方法を適用する場合に対して容易には適
合しない磁場の一様な部分内に配置されているという点
にある。前記イオン化手段を前記磁場内で利用できる限
られたスベースに適合させる際には、分析目的のために
用いられる室の特性を損なわないように注意しなければ
ならい。
ていること及び磁場の影響によって、前記２つの室が、
異なるイオン化方法を適用する場合に対して容易には適
合しない磁場の一様な部分内に配置されているという点
にある。前記イオン化手段を前記磁場内で利用できる限
られたスベースに適合させる際には、分析目的のために
用いられる室の特性を損なわないように注意しなければ
ならい。
従来技術の一部を成す西ドイツ特許出願筒Ｐ ３５１５
７６６．６号により１例えば、前記磁場の外側でイオン
を作り且つ該イオンをその後１つのイオンビームの形で
磁場内に配置された分析用の室内へと送ることが知られ
ている。該イオンは、測定用の室が差動ポンプにより約
１０−ａ程度のより低い圧力に維持されている間に、１
０−’ｈＰａ程度の通常の高真空のもとで全ての公知の
方法によって作られ得る。しかしながら、この公知の方
法は。
７６６．６号により１例えば、前記磁場の外側でイオン
を作り且つ該イオンをその後１つのイオンビームの形で
磁場内に配置された分析用の室内へと送ることが知られ
ている。該イオンは、測定用の室が差動ポンプにより約
１０−ａ程度のより低い圧力に維持されている間に、１
０−’ｈＰａ程度の通常の高真空のもとで全ての公知の
方法によって作られ得る。しかしながら、この公知の方
法は。
前記イオンの伝達効率が比較的に低いために依然として
問題がある。加えて、前記イオン送りに必要な装置入力
が比較的複雑であり且つ該装置入力は前記測定用の室内
へ前記イオンを導入することを保証するためには非常に
高い精度で調節されなければならない、上記装置の他の
欠点は、前記測定過程の間に作られる前記イオン自体を
蓄積することができないという点にある。
問題がある。加えて、前記イオン送りに必要な装置入力
が比較的複雑であり且つ該装置入力は前記測定用の室内
へ前記イオンを導入することを保証するためには非常に
高い精度で調節されなければならない、上記装置の他の
欠点は、前記測定過程の間に作られる前記イオン自体を
蓄積することができないという点にある。
”Ｐｒｏｃ、 ３１．Ａｎｎｕ、 Ｃｏｎｆ、 Ｍａｓ
ｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ。
ｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ。
Ａ１１ｉｅｄ Ｔｏｐ、１９８３． Ｂｏｓｔｏｎ”に
おいてアール・ティー・マクアイヴア氏等によって記述
されているように、４極部材を用いて外部で作られたイ
オンを前記測定用の室内へ送ることは、より一層複雑で
ある。加えて、期待できる前記伝達効率が低い。
おいてアール・ティー・マクアイヴア氏等によって記述
されているように、４極部材を用いて外部で作られたイ
オンを前記測定用の室内へ送ることは、より一層複雑で
ある。加えて、期待できる前記伝達効率が低い。
（発明の目的）
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、イオンを簡単な装置で且つ希望するどのような
方法によっても作ることができるイオン・サイクロトロ
ン共鳴のスペクトロメータを提供することを目的として
いる。
もので、イオンを簡単な装置で且つ希望するどのような
方法によっても作ることができるイオン・サイクロトロ
ン共鳴のスペクトロメータを提供することを目的として
いる。
（発明の構成）
かかる目的を達成するための本発明の要旨は、空間部を
画成し且つ該空間部内で一様である一定の磁場を発生す
る磁石手段と、該磁場内に配置され且つ対応する電位が
印加された時に夫々イオントラップを形成する電極を有
する２つの室であって、前記磁場の方向に対して垂直に
延び且つ小さな開口を有する共通の隔壁によって互いに
分離されていると共に前記２つの室内に異なる真空状態
が作られるようにするポンプ手段に接続された２つの室
と、前記２つの室のうちより低い真空にされ得る第１の
室に接続されたイオン化手段と、前記２つの室のうちよ
り高い真空にされ得る第２の室に接続された送受信手段
と、及び前記イオンが前記夫々のイオントラップで捕え
られ又は前記２つの室の間で分配可能に開放されること
を選択的・に行なわせる電位を前記電極に供給する電源
とを備えるイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメ
ータにおいて、 ゛ 前記第１の室は、前記磁石手段により画成される前記空
間部から突出した部分を有し、該部分は該部分への接近
が前記磁石手段によって妨害されないようにその漂遊磁
場の領域内に配置され、且つ前記イオン化手段が前記第
１の室の前記部分に接続されていることを特徴とするイ
オン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータに存する
。
画成し且つ該空間部内で一様である一定の磁場を発生す
る磁石手段と、該磁場内に配置され且つ対応する電位が
印加された時に夫々イオントラップを形成する電極を有
する２つの室であって、前記磁場の方向に対して垂直に
延び且つ小さな開口を有する共通の隔壁によって互いに
分離されていると共に前記２つの室内に異なる真空状態
が作られるようにするポンプ手段に接続された２つの室
と、前記２つの室のうちより低い真空にされ得る第１の
室に接続されたイオン化手段と、前記２つの室のうちよ
り高い真空にされ得る第２の室に接続された送受信手段
と、及び前記イオンが前記夫々のイオントラップで捕え
られ又は前記２つの室の間で分配可能に開放されること
を選択的・に行なわせる電位を前記電極に供給する電源
とを備えるイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメ
ータにおいて、 ゛ 前記第１の室は、前記磁石手段により画成される前記空
間部から突出した部分を有し、該部分は該部分への接近
が前記磁石手段によって妨害されないようにその漂遊磁
場の領域内に配置され、且つ前記イオン化手段が前記第
１の室の前記部分に接続されていることを特徴とするイ
オン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータに存する
。
（実施例）
以下、図面に基づいて本発明の各実施例を説明する。な
お、明細書及び図面から導かれる本発明の特徴は、本発
明の他の実施例に単独で又は希望するどのような組合せ
によっても実施可能である。
お、明細書及び図面から導かれる本発明の特徴は、本発
明の他の実施例に単独で又は希望するどのような組合せ
によっても実施可能である。
図に示されたイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロ
メータは、超電導コイル１及び該超電導コイル１を囲繞
するケース（Ｄｅｖａｒ） ２から成る磁石装置を備え
ている。超電導コイル１及びケース２によって囲繞され
る円筒状の中空スペースには、一端が閉じており且つ、
その他端にフランジ４が形成された管３が挿通しており
、該フランジ４は。
メータは、超電導コイル１及び該超電導コイル１を囲繞
するケース（Ｄｅｖａｒ） ２から成る磁石装置を備え
ている。超電導コイル１及びケース２によって囲繞され
る円筒状の中空スペースには、一端が閉じており且つ、
その他端にフランジ４が形成された管３が挿通しており
、該フランジ４は。
管３内に超電導コイル１の長手方向の中心付近まで同心
的に突入した別の管６のフランジ５と緊密に結合されて
いる。該フランジ５の外側端部には、前記管６及び３の
径よりも大径の別の管７が接続されている。管６及び７
は、管７の領域内で前記磁石装置の外側に配置され且つ
真空ポンプ１０との接続部を形成する側部接続管部９が
設けられた第１の室８を形成している。真空ポンプ１０
は、圧力が約１０−’ｈＰａの通常の高真空を作るよう
にされている。同様に、フランジ４を有する管３は、ケ
ース２の外側にあり、ポンプ１３に接続するための接続
管部１２が設けられた第２の室１１を形成している。ポ
ンプ１３は、圧力が約１０−”ｈＰａの超高真空を発生
するようにされている。前記２つの室８及び１１は、第
１の室８の管６を閉じる端壁１５に設けられた小開口１
４を介して連通している。
的に突入した別の管６のフランジ５と緊密に結合されて
いる。該フランジ５の外側端部には、前記管６及び３の
径よりも大径の別の管７が接続されている。管６及び７
は、管７の領域内で前記磁石装置の外側に配置され且つ
真空ポンプ１０との接続部を形成する側部接続管部９が
設けられた第１の室８を形成している。真空ポンプ１０
は、圧力が約１０−’ｈＰａの通常の高真空を作るよう
にされている。同様に、フランジ４を有する管３は、ケ
ース２の外側にあり、ポンプ１３に接続するための接続
管部１２が設けられた第２の室１１を形成している。ポ
ンプ１３は、圧力が約１０−”ｈＰａの超高真空を発生
するようにされている。前記２つの室８及び１１は、第
１の室８の管６を閉じる端壁１５に設けられた小開口１
４を介して連通している。
端壁１５とは反対側にある第１の室８の端部、すなわち
管７の底部１６近傍には、適度に加熱された時に電子を
発するフィラメント１７が設けられている。加速格子１
８を用いることによって。
管７の底部１６近傍には、適度に加熱された時に電子を
発するフィラメント１７が設けられている。加速格子１
８を用いることによって。
電子は隣接したイオン化領域１９に向けられ、該領域で
は電子が第１の室８内に含まれるガス分子に衝突する。
は電子が第１の室８内に含まれるガス分子に衝突する。
測定されるガスは、例えば、矢印２０及び管部２１によ
ってのみ概略的に図に示された流入手段を介して供給さ
れる。
ってのみ概略的に図に示された流入手段を介して供給さ
れる。
第１の室８は、多数の電位格子２２，２３．２４を含み
、該電位格子は軸方向に順に配置され且つ該電位格子と
対応する数の線から成るケーブル２５を介して電源２６
に接続されている。電源２６は。
、該電位格子は軸方向に順に配置され且つ該電位格子と
対応する数の線から成るケーブル２５を介して電源２６
に接続されている。電源２６は。
前記電位格子に互いに異なる電圧を印加する。
同様に、第２の室１１は、２つの電位格子２７を含み、
該電位格子は第１の室８の端壁１５から比較的近い位置
に配置され且つ対応するケーブル２８を介して前記電源
２６に電気的に導通するように接続されている。電位格
子２７の一方と第１の室８の端壁１５との間には、ケー
ブル２８の一本を介して電源２６に同様に接続された遮
蔽格子２９が配置されている。第１の室８の端壁１５に
隣接する電極２４と第２の室１１内にある２つの電極２
７との間の領域内には、管軸に平行に延び且つ夫々ケー
ブル３２及び３３を介して高周波発電機（ｒｆ発電機）
３４の各１つの出力と接続された電極３０及び３１が設
けられている。電位格子２７は、電極３１と共にイオン
・サイクロトロン共鳴の測定用の室を形成している。該
測定用の室は、電磁コイル１の磁場が非常に一様である
前記磁石の中心部に配置されている。電極３０によって
画成される第１の室８の一部は、超電導コイル１内、す
なわち、良好な一様性を示す磁場領域内に配置され、こ
れにより、該電極を通過する適当なサイクロトロン周波
数の放射によって望ましくないイオンが選択的に除去さ
れるようにする。第１の室８の大部分が前記磁石装置の
漂遊磁場の領域内にのみあるので、管７を囲む２つの付
加的な電磁コイル３５が第１の室８内に設けられたイオ
ン化領域１９の両側に配置されている。該２つの電磁コ
イル３５によって作られる磁場は、前記イオン化領域内
において適度な強さ及び一様性を持っているが、該強さ
は作られたイオンをサイクロトロン通路に沿って移動さ
せ且つ第１の室８の所定部分内に前記イオンを保持して
おくのに十分な大きさである 以下１作用を説明する。
該電位格子は第１の室８の端壁１５から比較的近い位置
に配置され且つ対応するケーブル２８を介して前記電源
２６に電気的に導通するように接続されている。電位格
子２７の一方と第１の室８の端壁１５との間には、ケー
ブル２８の一本を介して電源２６に同様に接続された遮
蔽格子２９が配置されている。第１の室８の端壁１５に
隣接する電極２４と第２の室１１内にある２つの電極２
７との間の領域内には、管軸に平行に延び且つ夫々ケー
ブル３２及び３３を介して高周波発電機（ｒｆ発電機）
３４の各１つの出力と接続された電極３０及び３１が設
けられている。電位格子２７は、電極３１と共にイオン
・サイクロトロン共鳴の測定用の室を形成している。該
測定用の室は、電磁コイル１の磁場が非常に一様である
前記磁石の中心部に配置されている。電極３０によって
画成される第１の室８の一部は、超電導コイル１内、す
なわち、良好な一様性を示す磁場領域内に配置され、こ
れにより、該電極を通過する適当なサイクロトロン周波
数の放射によって望ましくないイオンが選択的に除去さ
れるようにする。第１の室８の大部分が前記磁石装置の
漂遊磁場の領域内にのみあるので、管７を囲む２つの付
加的な電磁コイル３５が第１の室８内に設けられたイオ
ン化領域１９の両側に配置されている。該２つの電磁コ
イル３５によって作られる磁場は、前記イオン化領域内
において適度な強さ及び一様性を持っているが、該強さ
は作られたイオンをサイクロトロン通路に沿って移動さ
せ且つ第１の室８の所定部分内に前記イオンを保持して
おくのに十分な大きさである 以下１作用を説明する。
前記流入手段２０を用いることによってイオン化領域１
９内に導入された物質は、フィラメント１７によって作
られた電子に衝突させることによりイオン化され且つ電
位格子８によって加速される。この過程は、ポンプ１０
により作られる約１０−’ｈＰａの領域内にある通常の
高真空中で起こる６適当な電位を電位格子２２．２３に
加えることにより、前記発生したイオンがイオントラッ
プに類似する方法で前記イオン化領域内に保持される。
９内に導入された物質は、フィラメント１７によって作
られた電子に衝突させることによりイオン化され且つ電
位格子８によって加速される。この過程は、ポンプ１０
により作られる約１０−’ｈＰａの領域内にある通常の
高真空中で起こる６適当な電位を電位格子２２．２３に
加えることにより、前記発生したイオンがイオントラッ
プに類似する方法で前記イオン化領域内に保持される。
前記電源２６の相応する調整、可能ならプログラム化さ
れた調整により電位格子２３に印加される電位を変える
ことによって、２つの電位格子２２．２３により画成さ
れ且つ電磁コイル１内にある第１の室８の端部に向かっ
ていくつかの連続する電位格子を越えて延びる領域を含
む前記イオントラップを変位させることが可能である。
れた調整により電位格子２３に印加される電位を変える
ことによって、２つの電位格子２２．２３により画成さ
れ且つ電磁コイル１内にある第１の室８の端部に向かっ
ていくつかの連続する電位格子を越えて延びる領域を含
む前記イオントラップを変位させることが可能である。
これに関連して、最初に前記第１の室８の全部が１つの
イオントラップを形成しもって第１の室８内に含まれる
全ガスのかなりの部分がガス分子及びイオンの移動によ
りイオン化されるようにしたり、又その後前記電位を変
えることにより第１の室８の底部１６に隣接する電位格
子２２によって最初に形成されるイオントラップの端部
を電磁コイル１の内側にある該室の端部に向けて徐々に
変位させ、最終的には全てのイオンが該端部近傍に集め
られるようにすることも考え得る。全てのイオンが端壁
１５に隣接する電位格子２４間にある時、該イオンは、
高周波発電機３４によって供給される電圧を印加するこ
とにより、電極３０の働きによって選択され得る。該選
択されたイオンは、電位格子２４及び２７の電位を対応
して変えることによって、第２の室１１内の電位格子２
７により画成される空間に移送される。該空間は、前記
選択されたイオンが電極３１によって共鳴するように励
起され得る第２のイオントラップを形成する。
イオントラップを形成しもって第１の室８内に含まれる
全ガスのかなりの部分がガス分子及びイオンの移動によ
りイオン化されるようにしたり、又その後前記電位を変
えることにより第１の室８の底部１６に隣接する電位格
子２２によって最初に形成されるイオントラップの端部
を電磁コイル１の内側にある該室の端部に向けて徐々に
変位させ、最終的には全てのイオンが該端部近傍に集め
られるようにすることも考え得る。全てのイオンが端壁
１５に隣接する電位格子２４間にある時、該イオンは、
高周波発電機３４によって供給される電圧を印加するこ
とにより、電極３０の働きによって選択され得る。該選
択されたイオンは、電位格子２４及び２７の電位を対応
して変えることによって、第２の室１１内の電位格子２
７により画成される空間に移送される。該空間は、前記
選択されたイオンが電極３１によって共鳴するように励
起され得る第２のイオントラップを形成する。
詳細には示されていない他の電極は、共鳴信号を受ける
ために用いることができる。
ために用いることができる。
イオン化領域は前記磁石装置１，２の外側に配置され、
且つそれ故にいかなるタイプのスペクトロメータも自由
に近接可能なので、図で示されたスペクトロメータが、
いかなる物質も領域１９内においていかなる方法によっ
てもイオン化されるようにすることができるということ
は明らかである。電位格子２２，２３．２４によって形
成されるイオントラップの範囲を移すことによって、発
生したイオンが第１の室８からイオン・サイクロトロン
の共鳴が正確に決定される前記第２の室１１に移送され
得る。この過程の間、前記イオンは最も高い一様性を示
す前記磁石装置１，２の所にあり、且つその大部分は超
真空内にあり、これによって、非常に良い感度と同時に
非常に良い解像力が得られる。前記遮蔽格子２９に適当
な電位を印加することによって、電位格子２７によって
範囲が制限される第２の室１１内のイオントラップを、
イオン化を実行すべく作用する第１の室８からなお発生
している影響から遮断することが可能である。それ故に
、図示されたスペクトロメータは、第１の室８内で新し
い試料をイオン化し、このように発生したイオンを蓄積
し、必要ならば、測定過程が第２の室１１内で実行され
ている間に、前記磁石コイル１内の領域２４．３０にお
いて前記イオンを選択することさえも可能である。その
結果、図示されたスペクトロメータは、他の場合に必要
とされる測定時間を短縮することを可能にできる。
且つそれ故にいかなるタイプのスペクトロメータも自由
に近接可能なので、図で示されたスペクトロメータが、
いかなる物質も領域１９内においていかなる方法によっ
てもイオン化されるようにすることができるということ
は明らかである。電位格子２２，２３．２４によって形
成されるイオントラップの範囲を移すことによって、発
生したイオンが第１の室８からイオン・サイクロトロン
の共鳴が正確に決定される前記第２の室１１に移送され
得る。この過程の間、前記イオンは最も高い一様性を示
す前記磁石装置１，２の所にあり、且つその大部分は超
真空内にあり、これによって、非常に良い感度と同時に
非常に良い解像力が得られる。前記遮蔽格子２９に適当
な電位を印加することによって、電位格子２７によって
範囲が制限される第２の室１１内のイオントラップを、
イオン化を実行すべく作用する第１の室８からなお発生
している影響から遮断することが可能である。それ故に
、図示されたスペクトロメータは、第１の室８内で新し
い試料をイオン化し、このように発生したイオンを蓄積
し、必要ならば、測定過程が第２の室１１内で実行され
ている間に、前記磁石コイル１内の領域２４．３０にお
いて前記イオンを選択することさえも可能である。その
結果、図示されたスペクトロメータは、他の場合に必要
とされる測定時間を短縮することを可能にできる。
本発明は上記詳述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲を逸脱することな〈実施例を変更できる
ということは明らかである。電子銃を用いる代りに１例
えば、いかなるタイプの物質でもイオン化されるように
サンプル物質をイオン化するための他の手段を用いるこ
とも可能である。さらに、前記室の構造、前記電位格子
及びその中に配置されている電極の構造を図示された実
施例と異なったものにすることは可能であり、こ。
、本発明の範囲を逸脱することな〈実施例を変更できる
ということは明らかである。電子銃を用いる代りに１例
えば、いかなるタイプの物質でもイオン化されるように
サンプル物質をイオン化するための他の手段を用いるこ
とも可能である。さらに、前記室の構造、前記電位格子
及びその中に配置されている電極の構造を図示された実
施例と異なったものにすることは可能であり、こ。
のような場合としては、全く異なった形状の鉄の磁石が
低温磁石（ａ ｃｒｙｏｍａｇｎｅｔ）の代りに用いら
れる場合である。
低温磁石（ａ ｃｒｙｏｍａｇｎｅｔ）の代りに用いら
れる場合である。
本発明に係るスペクトロメータによれば、前記第１の室
内に含まれるガスを非常に効率的にイオン化することが
可能となる。前記両室の形状によって、上記公知のスペ
クトロメータの場合と同様に、イオンが前記２つの室に
一様に分布するように一体のものとして両室が作用する
ようにさせることが可能である。前記２つの室の大きさ
の割合に応じて、作られたイオンの少ない部分だけがよ
り小さい測定用の室に入いる間に、より高い圧力のもと
におけるガスのより大きい割合に応じて、イオン化段階
の間により多くの数のイオンを作ることも可能であり、
これにより上記従来の測定用の室内で得られるイオン濃
度と比べて実質的な損失がないようにされる。イオン化
段階の間、全ての室は１つのイオントラップとして作用
する。従って、磁石装置の外側に配置された第１の室の
部分は、該室に印加された電位と協働してイオンが前記
両室内に捕えられることを保証する成る磁場の影響をも
うけるようにしなければならない、この目的を満たすの
に前記漂流磁場が不十分である場合には、前記磁石装置
の外側に配置された第１の室の部分を、付加的な磁石の
磁場が届く領域内に配してもよい。上記付加的な磁石は
、大きい強さ又は特に優れた一様性を持つ磁場を作る必
要のないので低コストで作ることができ且つ前記イオン
化過程に緩衝しないように配置することができる。
内に含まれるガスを非常に効率的にイオン化することが
可能となる。前記両室の形状によって、上記公知のスペ
クトロメータの場合と同様に、イオンが前記２つの室に
一様に分布するように一体のものとして両室が作用する
ようにさせることが可能である。前記２つの室の大きさ
の割合に応じて、作られたイオンの少ない部分だけがよ
り小さい測定用の室に入いる間に、より高い圧力のもと
におけるガスのより大きい割合に応じて、イオン化段階
の間により多くの数のイオンを作ることも可能であり、
これにより上記従来の測定用の室内で得られるイオン濃
度と比べて実質的な損失がないようにされる。イオン化
段階の間、全ての室は１つのイオントラップとして作用
する。従って、磁石装置の外側に配置された第１の室の
部分は、該室に印加された電位と協働してイオンが前記
両室内に捕えられることを保証する成る磁場の影響をも
うけるようにしなければならない、この目的を満たすの
に前記漂流磁場が不十分である場合には、前記磁石装置
の外側に配置された第１の室の部分を、付加的な磁石の
磁場が届く領域内に配してもよい。上記付加的な磁石は
、大きい強さ又は特に優れた一様性を持つ磁場を作る必
要のないので低コストで作ることができ且つ前記イオン
化過程に緩衝しないように配置することができる。
本発明の他の実施例によれば、多数の格子を第１の室内
で前記隔壁に平行に配置し且つ前記イオントラップが、
前記格子によって画成される第１の室の複数の部分によ
って形成され且つ第１の室に沿って前記磁石装置の外側
にある領域から前記隔壁に向かって、必要ならば該隔壁
を越えるように変位出来るように、前記格子に印加され
る電位を制御する手段を含む電源と電気的に導通するよ
うに接続することができる。このようにして、作られた
イオンを第１の室に沿って移動し且つ該イオンのほとん
ど全てを第２の室に送ることが可能であり、もって非常
に高い伝達効率が保証される。
で前記隔壁に平行に配置し且つ前記イオントラップが、
前記格子によって画成される第１の室の複数の部分によ
って形成され且つ第１の室に沿って前記磁石装置の外側
にある領域から前記隔壁に向かって、必要ならば該隔壁
を越えるように変位出来るように、前記格子に印加され
る電位を制御する手段を含む電源と電気的に導通するよ
うに接続することができる。このようにして、作られた
イオンを第１の室に沿って移動し且つ該イオンのほとん
ど全てを第２の室に送ることが可能であり、もって非常
に高い伝達効率が保証される。
それ故に、本発明に係るスペクトロメータのこのような
変形によって、超高真空条件のもとてこれまで不可能と
されていたイオン濃度を得ることが可能である。これに
よって、このようなスペクトロメータの感度及び解像力
の格段の向上が可能となる。
変形によって、超高真空条件のもとてこれまで不可能と
されていたイオン濃度を得ることが可能である。これに
よって、このようなスペクトロメータの感度及び解像力
の格段の向上が可能となる。
本発明の他の実施例によれば、前記隔壁に平行に配置さ
れ、前記電源と電気的に導通するように接続された多数
の格子を、前記イオントラップを前記隔壁に隣接する第
２の室の一部分に制限するように、第２の室に配置する
ことも可能である６該第２の室は、この場合にはイオン
・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータに関して最も
望ましく設計されている前記測定用の室を形成する前記
イオントラップを収容する真空容器を実質的に表してい
る。この配置によれば、前記隔壁と、前記第２の室のイ
オントラップの限界を定め且つ該隔壁に隣接して配置さ
れる格子との間に遮蔽格子を配置することが可能である
。このような遮蔽格子の作用によって、十分な高電位を
印加することによって前記２つの室を電気的に分離する
ことが可能となり、その結果、第１の室内に含まれるガ
スは難なくその中でイオン化され、一方イオン・サイク
ロトロン共鳴の測定は第２の室内で実行される。前記遮
蔽格子の設計及びそこに印加される電位を選択すること
によって、イオン化に用いられる電子又はイオンビーム
が前記測定室に入らないようにすることを確実にするこ
とができる。
れ、前記電源と電気的に導通するように接続された多数
の格子を、前記イオントラップを前記隔壁に隣接する第
２の室の一部分に制限するように、第２の室に配置する
ことも可能である６該第２の室は、この場合にはイオン
・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータに関して最も
望ましく設計されている前記測定用の室を形成する前記
イオントラップを収容する真空容器を実質的に表してい
る。この配置によれば、前記隔壁と、前記第２の室のイ
オントラップの限界を定め且つ該隔壁に隣接して配置さ
れる格子との間に遮蔽格子を配置することが可能である
。このような遮蔽格子の作用によって、十分な高電位を
印加することによって前記２つの室を電気的に分離する
ことが可能となり、その結果、第１の室内に含まれるガ
スは難なくその中でイオン化され、一方イオン・サイク
ロトロン共鳴の測定は第２の室内で実行される。前記遮
蔽格子の設計及びそこに印加される電位を選択すること
によって、イオン化に用いられる電子又はイオンビーム
が前記測定室に入らないようにすることを確実にするこ
とができる。
本発明の好ましい実施例によれば、イオン・サイクロト
ロン共鳴を作り出すのに適する交流磁場を発生するため
の磁場に平行に配置された電極が。
ロン共鳴を作り出すのに適する交流磁場を発生するため
の磁場に平行に配置された電極が。
少なくとも２つの隣接する格子の間で前記第１の室及び
／又は第２の室内に配置可能である。このようにして、
前記磁石装置によって作られる磁場の一様な領域内にあ
り、且つイオン・サイクロトロン共鳴が所定の質量／ｌ
Ｒ荷の比を得るために発生され得る領域を第１の室内に
おいても得ることが可能となる。このスペクトロメータ
によって、上述したような方法で前記測定用の室に送ら
れ得るイオンを選択することができる。
／又は第２の室内に配置可能である。このようにして、
前記磁石装置によって作られる磁場の一様な領域内にあ
り、且つイオン・サイクロトロン共鳴が所定の質量／ｌ
Ｒ荷の比を得るために発生され得る領域を第１の室内に
おいても得ることが可能となる。このスペクトロメータ
によって、上述したような方法で前記測定用の室に送ら
れ得るイオンを選択することができる。
（発明の効果）
本発明に係るイオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロ
メータによれば、第１の室は磁石手段の漂遊磁場の領域
内に配置された部分を有し、且つイオン化手段が前記第
１の室の前記部分に接続されている構成により、より高
い真空となっており且つ前記イオン化手段が接続されて
いる前記第１の室は、望まれるいかなるイオン化装置を
も近接させることができる。前記磁石装置の外側の領域
内へと延びるような大きさであり、前記イオン化装置は
前記磁石手段の外側に配置された部品によって著しい影
響をうけないので、該イオン化装置を、スペース的要求
に関する著しい制限なしに且つ測定に要求される一様な
磁場に対して考慮せずに据え付けることができる。
メータによれば、第１の室は磁石手段の漂遊磁場の領域
内に配置された部分を有し、且つイオン化手段が前記第
１の室の前記部分に接続されている構成により、より高
い真空となっており且つ前記イオン化手段が接続されて
いる前記第１の室は、望まれるいかなるイオン化装置を
も近接させることができる。前記磁石装置の外側の領域
内へと延びるような大きさであり、前記イオン化装置は
前記磁石手段の外側に配置された部品によって著しい影
響をうけないので、該イオン化装置を、スペース的要求
に関する著しい制限なしに且つ測定に要求される一様な
磁場に対して考慮せずに据え付けることができる。
図は本発明の一実施例に係るスペクトロメータを示す概
略図である。 １．２・・・磁石手段、１・・・超電導コイル、２・・
・ケース、８・・・第１の室、１０・・・ポンプ手段、
１１・・・第２の室、１３・・・ポンプ手段、１４・・
・小さな開口、１５・・・隔壁、１９・・・イオン化領
域（イオン化手段）、２６．３４・・・送受信手段、２
６・・・電源、３４・・・高周波発電機（ｒｆ発電機）
。
略図である。 １．２・・・磁石手段、１・・・超電導コイル、２・・
・ケース、８・・・第１の室、１０・・・ポンプ手段、
１１・・・第２の室、１３・・・ポンプ手段、１４・・
・小さな開口、１５・・・隔壁、１９・・・イオン化領
域（イオン化手段）、２６．３４・・・送受信手段、２
６・・・電源、３４・・・高周波発電機（ｒｆ発電機）
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、空間部を画成し且つ該空間部内で一様である一定の
磁場を発生する磁石手段と、該磁場内に配置され且つ対
応する電位が印加された時に夫々イオントラップを形成
する電極を有する２つの室であって、前記磁場の方向に
対して垂直に延び且つ小さな開口を有する共通の隔壁に
よって互いに分離されていると共に前記２つの室内に異
なる真空状態が作られるようにするポンプ手段に接続さ
れた２つの室と、前記２つの室のうちより低い真空にさ
れ得る第１の室に接続されたイオン化手段と、前記２つ
の室のうちより高い真空にされ得る第２の室に接続され
た送受信手段と、及び前記イオンが前記夫々のイオント
ラップで捕えられ又は前記２つの室の間で分配可能に開
放されることを選択的に行なわせる電位を前記電極に供
給する電源とを備えるイオン・サイクロトロン共鳴のス
ペクトロメータにおいて、 前記第１の室は、前記磁石手段により画成される前記空
間部から突出した部分を有し、該部分は該部分への接近
が前記磁石手段によって妨害されないようにその漂遊磁
場の領域内に配置され、且つ前記イオン化手段が前記第
１の室の前記部分に接続されていることを特徴とするイ
オン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータ。 ２、前記磁石手段により画成される前記空間部の外側に
配置された前記第１の室の前記部分が、付加的な磁石の
磁場内に配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のイオン・サイクロトロン共鳴のスペク
トロメータ。 ３、多数の電位格子が前記第１の室内で前記隔壁に平行
に配置され且つ前記電源に電気的に接続されており、該
電源は、前記イオントラップが前記電位格子により画成
される第１の室の複数の部分により形成され且つ前記第
１の室に沿って前記磁石手段の外側にある領域から前記
隔壁に向かって、必要ならば該隔壁を越えて変位し得る
ように、前記電位格子に印加される電位を制御する手段
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
イオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメータ。 ４、イオン・サイクロトロン共鳴を励起するのに適する
交流磁場を発生する電極が、少なくとも、２つの隣接す
る電位格子間で前記磁場に平行に配置されていることを
特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のイオン・サイ
クロトロン共鳴のスペクトロメータ。 ５、前記第２の室内には多数の電位格子が前記隔壁に平
行に配置され且つ前記電源に電気的に接続されており、
該電源は、前記イオントラップの範囲を前記隔壁に隣接
する前記第２の室の一部分の所で終らせることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のイオン・サイクロト
ロン共鳴のスペクトロメータ。 ６、遮蔽電極が、前記隔壁と、前記第２の室の前記イオ
ントラップの範囲を定め且つ前記隔壁に隣接する前記電
位格子との間に配置されていることを特徴とする特許請
求の範囲第５項に記載のイオン・サイクロトロン共鳴の
スペクトロメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3538407.7 | 1985-10-29 | ||
| DE19853538407 DE3538407A1 (de) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Ionen-zyklotron-resonanz-spektrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103955A true JPS62103955A (ja) | 1987-05-14 |
| JPH0736326B2 JPH0736326B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=6284711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61252787A Expired - Lifetime JPH0736326B2 (ja) | 1985-10-29 | 1986-10-22 | イオン・サイクロトロン共鳴のスペクトロメ−タ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4746802A (ja) |
| EP (1) | EP0221339B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736326B2 (ja) |
| DE (2) | DE3538407A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3733853A1 (de) * | 1987-10-07 | 1989-04-27 | Spectrospin Ag | Verfahren zum einbringen von ionen in die ionenfalle eines ionen-zyklotron-resonanz-spektrometers und zur durchfuehrung des verfahrens ausgebildetes ionen-zyklotron-resonanz-spektrometers |
| US4990775A (en) * | 1988-06-06 | 1991-02-05 | University Of Delaware | Resolution improvement in an ion cyclotron resonance mass spectrometer |
| DE3821998A1 (de) * | 1988-06-30 | 1990-01-04 | Spectrospin Ag | Icr-ionenfalle |
| US5006706A (en) * | 1989-05-31 | 1991-04-09 | Clemson University | Analytical method and apparatus |
| WO1992012529A1 (en) * | 1991-01-05 | 1992-07-23 | Thorn Emi Plc | Mass-spectrometer |
| US5412207A (en) * | 1993-10-07 | 1995-05-02 | Marquette Electronics, Inc. | Method and apparatus for analyzing a gas sample |
| DE19860099A1 (de) | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Preßmantel und Verfahren zur Herstellung |
| US8334506B2 (en) | 2007-12-10 | 2012-12-18 | 1St Detect Corporation | End cap voltage control of ion traps |
| US7973277B2 (en) | 2008-05-27 | 2011-07-05 | 1St Detect Corporation | Driving a mass spectrometer ion trap or mass filter |
| DE102014226038A1 (de) * | 2014-12-16 | 2016-06-16 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Druckreduzierungseinrichtung, Vorrichtung zur massenspektrometrischen Analyse eines Gases und Reinigungsverfahren |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE331136C (de) * | 1919-11-22 | 1920-12-31 | Alfred Deuber | In seinem Gewicht veraenderliches Buegeleisen |
| US3535512A (en) * | 1966-07-21 | 1970-10-20 | Varian Associates | Double resonance ion cyclotron mass spectrometer for studying ion-molecule reactions |
| US3937955A (en) * | 1974-10-15 | 1976-02-10 | Nicolet Technology Corporation | Fourier transform ion cyclotron resonance spectroscopy method and apparatus |
| US4315149A (en) * | 1980-05-23 | 1982-02-09 | The Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Mass spectrometer |
| US4535235A (en) * | 1983-05-06 | 1985-08-13 | Finnigan Corporation | Apparatus and method for injection of ions into an ion cyclotron resonance cell |
| DE3331136A1 (de) * | 1983-08-30 | 1985-03-07 | Spectrospin AG, Fällanden, Zürich | Verfahren zur aufnahme von ionen-zyklotron-resonanz-spektren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4686365A (en) * | 1984-12-24 | 1987-08-11 | American Cyanamid Company | Fourier transform ion cyclothon resonance mass spectrometer with spatially separated sources and detector |
| DE3515766A1 (de) * | 1985-05-02 | 1986-11-06 | Spectrospin AG, Fällanden, Zürich | Ionen-zyklotron-resonanz-spektrometer |
-
1985
- 1985-10-29 DE DE19853538407 patent/DE3538407A1/de not_active Ceased
-
1986
- 1986-09-30 DE DE8686113410T patent/DE3662017D1/de not_active Expired
- 1986-09-30 EP EP86113410A patent/EP0221339B1/de not_active Expired
- 1986-10-22 JP JP61252787A patent/JPH0736326B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-28 US US06/924,854 patent/US4746802A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3538407A1 (de) | 1987-04-30 |
| EP0221339B1 (de) | 1989-02-01 |
| DE3662017D1 (en) | 1989-03-09 |
| US4746802A (en) | 1988-05-24 |
| EP0221339A1 (de) | 1987-05-13 |
| JPH0736326B2 (ja) | 1995-04-19 |
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