JPS62234860A - Multi-slit type mass spectrometer - Google Patents

Multi-slit type mass spectrometer

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JPS62234860A
JPS62234860A JP61077874A JP7787486A JPS62234860A JP S62234860 A JPS62234860 A JP S62234860A JP 61077874 A JP61077874 A JP 61077874A JP 7787486 A JP7787486 A JP 7787486A JP S62234860 A JPS62234860 A JP S62234860A
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JP
Japan
Prior art keywords
plate
light
slit
detector
incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP61077874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Naitou
内藤 統▲ひろ▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To miniaturize a detector together with its original device by leading the light emitted from an electron-light coversion face to a one-dimensional light detector via an optical fiber'. CONSTITUTION:Those ions passing through a multi-slit plate 3 are incident on a multi-channel plate 4 located further behind therefrom, and converted to secondary electrons before being amplified. A phosphor film 5a is applied to the upper face of a fixed plate 5 located further behind the plate 4. And the secondary electrons emitted from the plate 4 are incident on the phosphor film 5a to be converted to the light. the euds on one side of many streaks of optical fiber 6 are disposed at the interval of slits on the lower face of the phosphor film 5a and the ends on the other side of the fibers 6 are formed together in an optical plate 7. And, since the width of a linear sensor 9 acting as a one-dimensional detector is smaller than the width of the plate 7, any shrunk image is further reduced in its size by using a lens 8 to be formed in an image on the detecting surface of the sensor 9. Thus, the detector can be minaturized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、磁場によるイオン収束展開面に複数のスリッ
トを有するマルチスリット板を配置するようにしたマル
チスリット型質】分析装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a multi-slit type analysis device in which a multi-slit plate having a plurality of slits is arranged on the ion focusing and development surface by a magnetic field. .

[従来の技術] マルチスリット型質量分析装置の一例が、例えば特開昭
57−23457号に記載されている。
[Prior Art] An example of a multi-slit mass spectrometer is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-23457.

この質層分析装置では、試料イオンを質ffi電荷比に
応じて収束面上に収束展開させるための磁場と、該収束
面後方にイオンの展開方向に沿って配列される多数の微
小イオン検出器と、上記磁場とイオン検出器列との間の
上記収束面上に配置され、イオンの展開方向に並べられ
た複数のスリットを有するマルチスリット板とを備えて
いる。上記イオン検出器はチャンネルプレートと、該チ
ャンネルプレートの後方に配置される微小コレクタ電極
群とから構成されている。
This mass spectrometer analyzer uses a magnetic field to converge and deploy sample ions on a focusing surface according to the quality ffi charge ratio, and a large number of micro ion detectors arranged along the ion deployment direction behind the focusing surface. and a multi-slit plate having a plurality of slits arranged on the convergence surface between the magnetic field and the ion detector array and arranged in the ion deployment direction. The ion detector is composed of a channel plate and a group of micro collector electrodes arranged behind the channel plate.

[J?明が解決しようとする問題点] ところが、このようなマルチスリット型質量分折装置で
は、チャンネルプレートの全幅をカバーするように微小
コレクタ電極を配置しなければならないため、検出器が
大型化することは避けられなかった。しかも、その検出
器を真空室内に収容しなければならず、装置全体が大型
化することも避けられなかった。
[J? [Problems that Akira is trying to solve] However, in such a multi-slit mass spectrometer, a microscopic collector electrode must be arranged to cover the entire width of the channel plate, which increases the size of the detector. was unavoidable. Furthermore, the detector must be housed in a vacuum chamber, which inevitably increases the size of the entire device.

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、検出器を
小形化し、併せて装置も小形化することのできるマルチ
スリット型質量分析装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of this point, and it is an object of the present invention to provide a multi-slit mass spectrometer that allows the detector to be made smaller and the device to be made smaller as well.

[問題点を解決するための手段] この目的を達成するため、本発明にかかるマルチスリッ
ト型質量分析装置においては、試料イオンを質h1電荷
比に応じて収束面上に収束展開させるための磁場と、該
収束面に沿って配置され、該収束面におけるイオンの展
開方向に並べられた複数のスリットを有するマルチスリ
ット板と、該マルチスリット板の後方に配置され、該マ
ルチスリット板を通過したイオンが異なった位置に入射
するマルチチャンネルプレートと、該チャンネルプレー
トの出力側に配置され該チャンネルプレートからの二次
電子が異なった位置に入射する電子−光変換面と、該電
子−光変換面で発生した光を検出するための一次元光検
出器とを備え、前記電子−光変換面からの光を第1テイ
カルフアイバを介して前記一次元光検出器へ導くように
したことを特徴としている。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve this objective, the multi-slit mass spectrometer according to the present invention uses a magnetic field to converge and expand sample ions onto a convergence surface according to the mass h1 charge ratio. a multi-slit plate having a plurality of slits arranged along the convergence plane and arranged in the direction of ion expansion on the convergence plane; A multi-channel plate on which ions are incident on different positions; an electron-light conversion surface disposed on the output side of the channel plate on which secondary electrons from the channel plate are incident on different positions; and the electron-light conversion surface. and a one-dimensional photodetector for detecting the light generated by the electron-light conversion surface, and the light from the electron-light conversion surface is guided to the one-dimensional photodetector via the first lateral fiber. It is said that

以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳説する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail using the drawings.

[実施例] 図面は本発明の一実施例を示すマルチスリット型質量分
析装置の概略図である。図において1は質m分析系を構
成する一様磁場で、入射した試料イオン2は該磁場内で
質量電荷比に応じて分散されla場から並行に出射され
た後収束面上にスペクトルとして展開される。この収束
面上にはマルチスリット板3が配置されている。
[Example] The drawing is a schematic diagram of a multi-slit mass spectrometer showing an example of the present invention. In the figure, 1 is a uniform magnetic field that constitutes the quality m analysis system, and the incident sample ions 2 are dispersed in this magnetic field according to the mass-to-charge ratio, are emitted in parallel from the la field, and then are developed as a spectrum on the convergent plane. be done. A multi-slit plate 3 is arranged on this converging surface.

、ら 上記マルチスリット板3には、無機元素L1〜U299
の範囲のイオンの検出が可能なように、多数のスリット
が質量数に対応した位置に設けられている。例えば、イ
オンの磁場への入射点Pから質量数miのスリットまで
の距離Qiは、kを定数としてQ i −k 8「G−
設定されている。従って、スリットの間隔をΔ2とすれ
ば、Δ込はΔ込−k(r]−F面下)と表わされる。ス
リットの幅は可変でも良いが、分解能1000程度を得
るためには100μm程度に設定すれば良い。
, the above multi-slit plate 3 contains inorganic elements L1 to U299.
A large number of slits are provided at positions corresponding to the mass numbers so that ions in the range of can be detected. For example, the distance Qi from the point of incidence P of ions into the magnetic field to the slit of mass number mi is Q i -k 8 "G-
It is set. Therefore, if the interval between the slits is Δ2, Δinc is expressed as Δinc−k(r]−F plane bottom). Although the width of the slit may be variable, it may be set to about 100 μm in order to obtain a resolution of about 1000.

このマルチスリット板3を通過したイオンは、更に後方
に配置されたマルチチャンネルプレート4に入射し、二
次電子に変換された上で増幅される。
The ions that have passed through this multi-slit plate 3 are incident on a multi-channel plate 4 located further behind, where they are converted into secondary electrons and amplified.

5はマルチチャンネルプレートの更に後方に配置される
固定板で、その上面に蛍光115aが塗布されており、
マルチチャンネルプレート4から出射された二次電子が
この蛍光膜に入射して光に変換される。尚、感度を上げ
るため、この蛍光膜には二次電子を加速する電圧が印加
されている。又、上記蛍光膜5aの下面には、スリット
の間隔Δ2で多数本のオプティカルファイバ6の一端が
配置され、固定板5によって固定されている。
Reference numeral 5 denotes a fixed plate placed further behind the multi-channel plate, the upper surface of which is coated with fluorescent light 115a.
Secondary electrons emitted from the multichannel plate 4 enter this fluorescent film and are converted into light. Note that in order to increase sensitivity, a voltage is applied to this fluorescent film to accelerate secondary electrons. Further, on the lower surface of the fluorescent film 5a, one end of a large number of optical fibers 6 is arranged with a slit interval Δ2, and is fixed by a fixing plate 5.

前記スリットを通過したイオンビームのサイズが例えば
高さ211X幅Q、3mo+であり、このイオンビーム
が入射する蛍光膜5aでもそれに略等しいサイズの発光
スポットとなる場合、オプティカルファイバ6の断面サ
イズもそれと略等しく設定される。一端がこのように蛍
光膜5aの下面に間隔Δ悲で配置されたオプティカルフ
ァイバの他端は、隙聞無く順序良く並べられて融着され
、オプティカルプレート7に形成されている。このオプ
ティカルプレート7は、磁場1側を真空に保つための仕
切り板としての役目も果す。
If the size of the ion beam that has passed through the slit is, for example, height 211 x width Q, 3mo+, and the fluorescent film 5a into which this ion beam enters also produces a light emitting spot of approximately the same size, the cross-sectional size of the optical fiber 6 will also be the same. They are set approximately equal. The other ends of the optical fibers, one end of which is disposed on the lower surface of the fluorescent film 5a at a distance of Δ, are arranged in an orderly manner without gaps and are fused to form the optical plate 7. This optical plate 7 also serves as a partition plate for keeping the magnetic field 1 side in a vacuum.

従って、オプティカルプレート7の下面から大気中へ、
蛍光IEi5aの全面に展開されたスペクトルの縮小像
を取出すことができる。9はこの縮小像を検出するため
の光リニアセンサで、微小光検出素子を一列に配列した
一次元検出器である。このリニアセンサをプレート7の
下面に直接当てても前記縮小像を検出することができる
が、本実施例では、リニアセンサの幅がプレート7の幅
よりも小ざいので、レンズ8を用いて前記縮小像を更に
縮小してリニアセンサ9の検出面に結像するようにして
いる。このリニアセンサとしては、例えばEG  & 
 G  RETICON社からRETICONという商
品名で販売されているものを使用することができる。
Therefore, from the bottom surface of the optical plate 7 to the atmosphere,
A reduced image of the spectrum developed over the entire surface of the fluorescence IEi5a can be taken out. Reference numeral 9 denotes an optical linear sensor for detecting this reduced image, which is a one-dimensional detector in which minute light detection elements are arranged in a line. The reduced image can be detected even if this linear sensor is applied directly to the lower surface of the plate 7, but in this embodiment, since the width of the linear sensor is smaller than the width of the plate 7, the reduced image is detected using the lens 8. The image is further reduced in size and formed on the detection surface of the linear sensor 9. Examples of this linear sensor include EG&
It is possible to use a product sold by G RETICON under the trade name RETICON.

上述の如き構成において、収束面上に質at荷比に応じ
てスペクトルとして展開され、マルチスリットを介して
取出されたイオンは、マルチチャンネルプレート4によ
って増倍された後、蛍光膜5aによって光に変換される
。従って、蛍光lll5aにスペクトル像が形成される
ことになり、このスペクトルはオプティカルファイバ6
によってオプティカルプレート7の下面へ縮小像として
導かれ、リニアセンサ9によって検出される。
In the above-described configuration, the ions are developed as a spectrum on the converging surface according to the mass ratio, and the ions taken out through the multi-slit are multiplied by the multi-channel plate 4, and then converted into light by the fluorescent film 5a. converted. Therefore, a spectrum image is formed on the fluorescent light ll5a, and this spectrum is transmitted through the optical fiber 6.
is guided to the lower surface of the optical plate 7 as a reduced image, and detected by the linear sensor 9.

尚、上記実施例において、マルチスリット板3を通過し
たイオンビームはマルチチャンネルプレート4に到達す
るまでの間で多少広がるが、分解能に関しては、スリッ
トにより隣り9イオンビームと既に分離されているため
、これによって損われることはない。
In the above embodiment, the ion beam passing through the multi-slit plate 3 spreads somewhat before reaching the multi-channel plate 4, but in terms of resolution, it is already separated from the nine adjacent ion beams by the slit. This won't hurt you.

又、オプティカルプレート7において隣合ったオプティ
カルファイバ同士の干渉を防ぐため、間に黒いストライ
プを配置して分離することが好ましい。
Furthermore, in order to prevent adjacent optical fibers from interfering with each other in the optical plate 7, it is preferable to arrange a black stripe between them to separate them.

又、レンズ8の代りに、オプティカルファイバを用い、
且つこれらのオプティカルファイバを複数のチャンネル
に分割し、各チャンネルに対応して設けられた複数のリ
ニアセンサに入射させるようにしても良い。
Also, instead of the lens 8, an optical fiber is used,
Moreover, these optical fibers may be divided into a plurality of channels and made to enter a plurality of linear sensors provided corresponding to each channel.

[発明の効果] 以上詳述の如く、本発明においては、収束面上にスペク
トルとしてgrMされたイオンをマルチチャンネルプレ
ートによって増幅した後、電子−光変換手段によって光
に変換し、得られたスペクトル株をオプティカルファイ
バにより縮小してりニアセンサへ導いているため、検出
器を小形化することが可能である。
[Effects of the Invention] As detailed above, in the present invention, ions grMed as a spectrum on a converging surface are amplified by a multichannel plate, and then converted into light by an electron-light conversion means, and the obtained spectrum is Since the fiber is reduced by an optical fiber and guided to the near sensor, it is possible to downsize the detector.

又、検出器を真空の外に配置できるので、装置を小形化
することも可能である。
Furthermore, since the detector can be placed outside the vacuum, it is also possible to downsize the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

添付図面は本発明によるマルチスリット型質量分析装置
の一例を示す概略図である。 1ニ一様磁場  3:マルチスリット板4:マルチチャ
ンネルプレート 5:固定板   6:オプテイカルフアイバ7:オプテ
ィカルプレート
The accompanying drawing is a schematic diagram showing an example of a multi-slit mass spectrometer according to the present invention. 1 Uniform magnetic field 3: Multi-slit plate 4: Multi-channel plate 5: Fixed plate 6: Optical fiber 7: Optical plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 試料イオンを質量電荷比に応じて収束面上に収束展開さ
せるための磁場と、該収束面に沿って配置され、該収束
面におけるイオンの展開方向に並べられた複数のスリッ
トを有するマルチスリット板と、該マルチスリット板の
後方に配置され、該マルチスリット板を通過したイオン
が異なった位置に入射するマルチチャンネルプレートと
、該チャンネルプレートの出力側に配置され該チャンネ
ルプレートからの二次電子が異なった位置に入射する電
子−光変換面と、該電子−光変換面で発生した光を検出
するための一次元光検出器とを備え、前記電子−光変換
面からの光をオプティカルファイバを介して前記一次元
光検出器へ導くようにしたことを特徴とするマルチスリ
ット型質量分析装置。
a multi-slit plate having a magnetic field for focusing and developing sample ions on a focusing surface according to their mass-to-charge ratio, and a plurality of slits arranged along the focusing surface and arranged in the direction of ion development on the focusing surface; , a multi-channel plate placed behind the multi-slit plate, through which ions passing through the multi-slit plate are incident on different positions; and a multi-channel plate placed on the output side of the channel plate, through which secondary electrons from the channel plate are placed. It is equipped with an electron-light conversion surface incident on different positions and a one-dimensional photodetector for detecting the light generated on the electron-light conversion surface, and the light from the electron-light conversion surface is transmitted through an optical fiber. 1. A multi-slit mass spectrometer, characterized in that the light is guided to the one-dimensional photodetector through the one-dimensional photodetector.
JP61077874A 1986-04-04 1986-04-04 Multi-slit type mass spectrometer Pending JPS62234860A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU502891B1 (en) * 2022-10-12 2024-04-12 Luxembourg Inst Science & Tech List Device and method for high resolution beam analysis

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