JPS6353850A - Multi-channel analyzer for atom-like particle - Google Patents

Multi-channel analyzer for atom-like particle

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JPS6353850A
JPS6353850A JP61195689A JP19568986A JPS6353850A JP S6353850 A JPS6353850 A JP S6353850A JP 61195689 A JP61195689 A JP 61195689A JP 19568986 A JP19568986 A JP 19568986A JP S6353850 A JPS6353850 A JP S6353850A
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Japan
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ionization chamber
ions
energy
analyzer
voltage
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JP61195689A
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Japanese (ja)
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エフゲニ ルボビチ ベレゾフスキ
アレクサンドル ボリソビチ イズボズチコフ
アナトリ イオシフォビチ キスルヤコフ
ミハイル ペトロビチ ペトロフ
セルゲイ ヤコフレビチ ペトロフ
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.)
FIZ TECH I IM A F IOFUE AN SSS
FUIJIKO TECH INST IMENI A F IOFUE AN SSSR
Original Assignee
FIZ TECH I IM A F IOFUE AN SSS
FUIJIKO TECH INST IMENI A F IOFUE AN SSSR
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Publication date
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プラズマから放射される中性粒子のエネルギ
ー・スペクトルを分析するための装置に関し、特に、た
とえば制御された熱核融合に関連する伝導の研究のため
の装置に用いられるタイプの、原子状粒子のマルチチャ
ネル分析器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for analyzing the energy spectrum of neutral particles emitted from a plasma, and in particular for the analysis of the energy spectrum of neutral particles emitted from plasmas, in particular for the analysis of conducted energy spectra associated with, for example, controlled thermonuclear fusion. This invention relates to a multichannel analyzer for atomic particles, of the type used in research equipment.

従来の技術 熱核プラズマによって放射される中性原子のエネルギー
・スペクトルの分析は、プラズマ・イオンの諸Aラメー
タを研究する主要な方法である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Analysis of the energy spectrum of neutral atoms emitted by thermonuclear plasmas is the primary method for studying the A parameters of plasma ions.

そのための装置としてシングルチャネル原子分析器が公
知である( V、V、 Afroalmov 、 1.
P。
A single channel atomic analyzer is known as a device for this purpose (V, V, Afroalmov, 1.
P.

Gladkovsky、Yu、S、Gordeyet 
et al 、 、ZhurnalTekhnicha
skoi Flzikllof Tschni cal
 PhysicsJournal e)OOCt 19
60*p−1456を参照〕。
Gladkovsky, Yu, S., Gordeyet.
et al., Zhurnal Technichha
skoi Flzikllof Tschni cal
Physics Journal e) OOCt 19
60*p-1456].

この分析器は、原子をガスでストリッピング(価電子剥
奪)するイオン化(あるいはストリッピング)室、イオ
ンをイオンのエネルギーに対応する角度で初期軌道から
偏向させる偏向器(コンデンサー又は電磁石〕、および
検出器を具備して成る。コンデンサーに所定の電圧が印
加されている場合(あるいは電磁石に所定の電流が流さ
れている場合)、所定のエネルギーを持つイオンが検出
器に向けて送られる。エネルギーの異なる粒子全記録す
るために、電圧あるいは電流は適宜変えられるようにな
っていなければならない。測定されるエネルギーレベル
は、測定に対する要請に応じて任意の形式で定義するこ
とができる。しかし、上記のエネルギースペクトル測定
用の分析器を使うと、長時間の測定全余義なくされる。
The analyzer consists of an ionization (or stripping) chamber that strips the atoms with a gas (valence stripping), a deflector (condenser or electromagnet) that deflects the ions from their initial orbit at an angle corresponding to the ion's energy, and a detection When a predetermined voltage is applied to the capacitor (or a predetermined current is passed through the electromagnet), ions with a predetermined energy are sent toward the detector. In order to record all the different particles, the voltage or current must be varied accordingly. The energy level to be measured can be defined in any way depending on the requirements of the measurement. However, the above Using an analyzer for measuring energy spectra eliminates the need for long-term measurements.

その解決のためには、原子状粒子のマルチチャネル分析
器を開発することが必要である。
To solve this problem, it is necessary to develop a multichannel analyzer for atomic particles.

更に、原子状粒子のマルチチャネルの分析器が公知であ
る(ソプイエト連邦発明者証第427,275号国際特
許分類GO1n  27/62.1975年3月26日
発行を参照〕。この分析器は導電性材料製のハウジング
を有して成シ、ハウジング内には、流入口と流出口を有
する原子状゛:立子全イオン化するための室が収容され
ており(この室は導電性材料製であシイオンのビームを
形成するように調整されている)、ビーム中のイオンを
イオンのエネルギーに応じた角度で初期の運動方向から
偏向させるように調節された分散器と秤々のエネルギー
レベルのイオンを検出するための装置とがビームの進路
に沿って連続して配置されている。
Furthermore, multi-channel analyzers for atomic particles are known (see Federal Inventor's Certificate No. 427,275 International Patent Classification GO1n 27/62, published March 26, 1975). The housing has a housing made of a conductive material, and a chamber for total ionization of atoms having an inlet and an outlet is housed within the housing (this chamber is made of a conductive material). ions of various energy levels) with a disperser adjusted to deflect the ions in the beam from their initial direction of motion at an angle that depends on the energy of the ions. A detection device is arranged successively along the beam path.

上記後者のマI・チチャネル分析器においては、測定さ
れる原子スペクトルのエネルギーレベル範囲、すなわち
エネルギーに関する分解能は、検出装置内の検出器の相
対的な配置によって固定され且つ限定される。すなわち
、1つの特定Δ実験テーマを解決するために作られたマ
ルチチャネル分析器は、測定されるエネルギース被りト
ル全体に亘って更に密に(あるいは粗く)レベル配置す
る必要のある別のテーマの解決には適さない。更にこの
分析器のエネルギー範囲は分散器に印加される電圧又は
電流の最大値によって制限される。
In the latter multichannel analyzer, the energy level range of the measured atomic spectrum, ie the energy resolution, is fixed and limited by the relative placement of the detectors within the detection device. That is, a multichannel analyzer built to solve one specific delta experimental theme can be used to solve problems of another theme that require more dense (or coarser) level placement across the energy sheath to be measured. Not suitable for solution. Furthermore, the energy range of this analyzer is limited by the maximum voltage or current applied to the disperser.

電界又は磁界内で分散を行なう全ての公知のマルチチャ
ネル分析器は、このように対象が限定されている。
All known multichannel analyzers that perform dispersion in electric or magnetic fields are limited in this way.

以下余白 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、イオンを加速又は捕捉する装置によっ
てエネルギーに関する分解能の調節およびエネルギー範
囲の拡大をすることができる原子状粒子のマルチチャネ
ル分析器を創作することである。
Problems to be Solved by the Invention The purpose of the present invention is to create a multi-channel analyzer for atomic particles in which the energy resolution can be adjusted and the energy range expanded by means of a device for accelerating or trapping ions. That's true.

問題点を解決するための手段 上記の目的は、イオンのビームを形成するように調製さ
れ且つ流入口と流出口とを具備する導電性材料製の原子
状粒子イオン化室(電離箱〕を内部に収容する導電性材
料製のハウジングを含んで成シ、且つ該ビーム中のイオ
ンをイオンのエネルギーに応じた角度で初期の運転方向
から偏向させるように調製された分散器と鍾々のエネル
ギーレベルのイオンを検出するための装置とを該ビーム
の進路に沿って連続的に配置された状態で有する原子状
粒子のマルチチャネル分析器において、該イオン化室が
、電圧調整可能な電源に接続するための電気的リード部
と、該イオン化室に電圧が印加されているときに該イオ
ン化室全該ハウジングから絶縁する電気絶縁体とを具備
することを特徴とするマルチチャネル原子状粒子分析器
によって達成される。
Means for Solving the Problem The above object is to provide an atomic particle ionization chamber (ionization chamber) made of a conductive material, arranged to form a beam of ions and having an inlet and an outlet. a disperser and a beam arranged to deflect the ions in the beam from the initial direction of operation at an angle corresponding to the energy of the beam; a multichannel analyzer for atomic particles having a device for detecting ions disposed successively along the path of the beam, the ionization chamber comprising: a device for detecting ions; A multi-channel atomic particle analyzer characterized in that it comprises an electrical lead and an electrical insulator that insulates the entire ionization chamber from the housing when a voltage is applied to the ionization chamber. .

上記原子状粒子のマルチチャネル分析器は、イオン化室
に電圧が印加されているときに発生しビーム中のイオン
の集束度全低下させる′1界を修正するための装置を更
に含んで成シ、且つ該装置が該イオン化室と前記分散器
との間に配置されていることが好ましい。
The multi-channel analyzer for atomic particles further comprises a device for modifying the '1 field that occurs when a voltage is applied to the ionization chamber and reduces the overall focusing of the ions in the beam; Further, it is preferable that the device is disposed between the ionization chamber and the disperser.

上記原子状粒子のマルチチャネル分析器は、電界修正装
置が、イオン化室の流入口および流出口の中心全通る軸
に口径が属するように前記ビームの進路に沿って連続的
に配置された一連の複数の絞シと、該絞シの個数と同数
のリンクを有し該イオン化室および前記ハウジングに接
続され且つ個個の該リンクが個々の該絞シに接続されて
いる分圧器とを含んで成ることが更に好ましい。
The multi-channel analyzer for atomic particles has a series of electric field modifying devices arranged successively along the beam path such that the aperture belongs to an axis passing through the centers of the inlet and outlet of the ionization chamber. a voltage divider having the same number of links as the number of throttles and connected to the ionization chamber and the housing, each link being connected to each of the throttles; It is more preferable that

本発明の原子状粒子のマルチチャネル分析器においては
、分析器のノ・ウジングから電気的に絶縁されたイオン
化室に調整可能な電圧を印加することによって、エネル
ギーに関する分解能の調整が可能であるとともに、エネ
ルギー範囲が拡大される。
In the multichannel analyzer for atomic particles of the present invention, the energy resolution can be adjusted by applying an adjustable voltage to the ionization chamber, which is electrically isolated from the analyzer's nozzling. , the energy range is expanded.

イオン化室に電圧が印加されているときに発生しイオン
の集束度を低下させる電界を修正するための手段を組み
込むことによって、エネルギー分解能の広い調整範囲に
対して分析器の応答を保持することができる。
By incorporating means to modify the electric field that occurs when voltage is applied to the ionization chamber and reduces the degree of ion focusing, the response of the analyzer can be preserved over a wide tuning range of energy resolution. can.

実施例 以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施態様例に
よって本発明を更に詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by way of preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings.

第1図において、マルチチャネル原子状粒子分析器は、
分析される原子の流束の流入口2を有する導電性材料製
のハウジング1を含んで成る。ノ・ウジング1は、分析
器に流入する原子状粒子の流束からの帯電粒子を偏向さ
せるための選別コンデンサー3全収容している。流束の
進路に沿って選別コンデンサー3の後方に、流入口5と
流出口6と金有する導電性材料製のイオン化室あるいは
ストリッピング(価電子剥奪)室4が設けられている。
In Figure 1, the multichannel atomic particle analyzer is
It comprises a housing 1 made of electrically conductive material with an inlet 2 for the flux of atoms to be analyzed. The housing 1 houses a screening capacitor 3 for deflecting charged particles from the flux of atomic particles entering the analyzer. Behind the selection capacitor 3 along the path of the flux is an ionization or stripping chamber 4 made of electrically conductive material having an inlet 5 and an outlet 6.

このイオン化室は、流入する原子をガス源7から供給さ
れるガス、たとえば窒素あるいはヘリウム、の中でイオ
ン化することによってイオンのビームを形成するように
調製されている。イオン化室4は、調整可能な電圧源9
に接続されるための電気的リード部8と、イオン化室に
電圧が負荷されたときにイオン化室4をハウジング1か
ら絶縁する電気絶縁体10とを具備する。
This ionization chamber is arranged to form a beam of ions by ionizing the incoming atoms in a gas, for example nitrogen or helium, supplied by a gas source 7. The ionization chamber 4 has an adjustable voltage source 9
The ionization chamber 4 is provided with an electrical lead 8 for connection to the housing 1, and an electrical insulator 10 for insulating the ionization chamber 4 from the housing 1 when a voltage is applied to the ionization chamber.

ハウジング1の中にはイオン化室4の後方に、分散器1
1および検出装置12が連、読して設けられている0分
散器11は、ビーム中のイオンをイオンのエネルギーに
応じた角度αでイオンの初期進行方向から偏向させるよ
うに調製されている。
Inside the housing 1, behind the ionization chamber 4, there is a disperser 1.
1 and a detection device 12 are connected to each other and are arranged to deflect the ions in the beam from the initial traveling direction of the ions at an angle α depending on the energy of the ions.

検出装置12は、搾々のエネルギーを持つイオン全検出
する製置であって、第1図に示すような列状の検出器群
であってもよく、あるいは座標に対応した極板(a e
oordlr、ate−responsiveplat
e、図示せず〕の形でもよい。
The detection device 12 is installed to detect all ions with extremely high energy, and may be a row of detectors as shown in FIG.
oordlr,ate-responsiveplat
e, not shown].

コンデンサー3、分散器11、および検出装置12は、
それぞれ個々の電源13,14.および15に接続され
ている。
The capacitor 3, the disperser 11, and the detection device 12 are
Individual power supplies 13, 14 . and 15.

マルチチャネル原子状粒子分析器の望ましい実施態様に
おいては、イオン化室4に電圧が印加されたときに発生
しビーム中のイオンの集束度を低下させる傾向のある電
界を修正するための手段あるいは装置16が、イオン化
室4と分散器11の間に配置される。電界修正装fi1
6は、イオン化室4の流入口5および流出口6の中心を
通る軸18に口径が属するように前記ビームの進路に沿
って連続的に配置された一連の複数の絞シ17と、該絞
シ17の個数と同数のリンクを有し該イオン化室4およ
び前記ハウジング1に接続され且つ個個の該リンクが個
々の該絞り17に接続されている分圧器19とを含む。
In a preferred embodiment of the multi-channel atomic particle analyzer, means or devices 16 are provided for modifying the electric field that occurs when a voltage is applied to the ionization chamber 4 and tends to reduce the degree of focusing of the ions in the beam. is arranged between the ionization chamber 4 and the disperser 11. electric field correction device fi1
6 comprises a series of apertures 17 arranged successively along the path of the beam such that the aperture belongs to an axis 18 passing through the center of the inlet 5 and outlet 6 of the ionization chamber 4; a voltage divider 19 connected to the ionization chamber 4 and the housing 1, each link having the same number of links as the number of throttles 17;

第2aおよびb図は、本発明のマルチチャネルI子状粒
子分析器の作用を説明する念めの図であって、イオン化
室に電圧全印加しない場合、およびイオン化室に電圧を
印加し、UT/E 、 = 0.8(Etは分析器のチ
ャネルIで記録されたエネルギーである)とした場合に
ついてのチャネル!。
Figures 2a and 2b are diagrams for explaining the operation of the multichannel I particle analyzer of the present invention, in which the full voltage is not applied to the ionization chamber, and when a voltage is applied to the ionization chamber and the UT channel for the case where /E, = 0.8 (Et is the energy recorded in channel I of the analyzer)! .

11、I[I、II/、およびVで記録されたイオンエ
ネルギーの分布のチャートを示す。Y軸は任意の目盛で
粒子のエネルギーEを表わし、Y軸は分析器を通過した
粒子の通過係数Nを表わす。第3図は、分析器を通過し
た粒子の通過係数N(Y軸〕の、UT/E (イオン化
室に印加された電圧U7のイオンエネルギーに対する比
、X軸〕に対する依存性を表わす。
11 shows a chart of the distribution of ion energies recorded at I[I, II/, and V. The Y-axis represents the energy E of the particle on an arbitrary scale, and the Y-axis represents the passage coefficient N of the particle passing through the analyzer. FIG. 3 represents the dependence of the passage coefficient N (Y-axis) of particles passing through the analyzer on UT/E (ratio of voltage U7 applied to the ionization chamber to ion energy, X-axis).

作動 本発明の原子状粒子のマルチチャネル分析器の作*t−
以下に説明する。
Operation of the multichannel analyzer for atomic particles of the present invention *t-
This will be explained below.

第1図において、分析される原子状粒子の流束が流入口
2を通ってハウジング1の中に入る。この流束中に必ず
存在する帯電粒子部分はコンデンサー3によって偏向さ
せられ、その結果中性粒子のみから成る流束がイオン化
室4に受は入れられる。に子は、イオン化室4の中を移
動する間にガス分子と衝突してストリッピングされ(価
電子剥奪され〕てイオンとなる。イオン化室に印加され
た電圧が零のときは、このイオン化室内で形成されたイ
オンは分散器11に向かって前進する。このときイオン
はストリッピングされる前の原子のエネルギーを持って
いる。分散器11は、イオンをイオンのエネルギーに対
応する角度で初期軌道から偏向させ、検出装置12の各
検出器は、対応するエネルギーレベルにあるイオンを記
録する。
In FIG. 1, a flux of atomic particles to be analyzed enters housing 1 through inlet 2. In FIG. The charged particle portion necessarily present in this flux is deflected by the capacitor 3, so that a flux consisting only of neutral particles is admitted into the ionization chamber 4. While moving through the ionization chamber 4, the particles collide with gas molecules and are stripped (deprived of valence electrons) and become ions.When the voltage applied to the ionization chamber is zero, the ionization chamber The ions formed by the ion advance toward the disperser 11.At this time, the ions have the energy of the atoms before being stripped.The disperser 11 moves the ions into an initial orbit at an angle corresponding to the energy of the ions. , each detector of detection device 12 records ions at a corresponding energy level.

最初の検出器によって記録される(層高レベルの)エネ
ルギーと最後の検出器によって記録される(最低レベル
の〕エネルギーの比率およびこの範囲内でのエネルギー
ポイントあるいはエネルギーレベルの配貨状況は、分析
器の形状と検出器の位置に応じて個々の分析器について
一定である。更に、分析器によって記録される最高エネ
ルギーは、分散器11に供給される得る最高電圧(又は
最大電流〕によって決まる。イオン化v4に電源9から
捕捉電位(すなわち正に帯電したイオンの場合は負の電
位)が負荷されると、イオン化室4から流出するイオン
はエネルギーE−IJア(ここでU、<E)e持って分
散器11に到達する。この後の分析器の作用は前述の作
用と同じでちる。結局、分析器に記録される最高エネル
ギーがU、だけ高められたことになる。更に、同時に記
録されるエネルギーの範囲D0が狭められる。イオン化
室に電位が印加されていない場合には、この範囲はD’
=E0/E’ 、  、すなわち分析器の最高しmax
       mtn ベルチャネルによって記録されるエネルギーと最低レベ
ルチャネルによって記録されるエネルギーとの比である
。Doの値は分析器の形状によってあらかじめ決まり、
分析器の形状の相異に応じてD’= 10〜30である
。イオン化室4に捕捉電位リアが印加されている場合の
範囲D′は、Doと比較して実質的に減少する。この場
合は、最高レベルチャネルと最低レベルチャネルはそれ
ぞれイオン化室流入口での粒子のエネルギー、E′=m
&x ”max +UTとE’−、、= E′m、n+ U、
 ’に記録する。ここで、捕捉係数’t K =(J、
/EE’□1□と表わすと、”min =E’m1n/
(”−K)だから、”” ”’max/E’mi n=
 (E′5tlax ” Ut ) /”’mi n 
=E’moc””min +に= ”’zhx (’−
K) ””@B =D’(1−K)+にである。
The ratio of the energy recorded by the first detector (at the top level) and the energy recorded by the last detector (at the lowest level) and the distribution of energy points or energy levels within this range are analyzed. It is constant for each analyzer depending on the shape of the instrument and the position of the detector. Furthermore, the maximum energy recorded by the analyzer depends on the highest voltage (or maximum current) that can be supplied to the disperser 11. When the ionization v4 is loaded with a trapping potential (i.e., a negative potential in the case of positively charged ions) from the power supply 9, the ions flowing out from the ionization chamber 4 have an energy E-IJa (here U, <E) e The action of the analyzer after this is the same as the action described above.In the end, the maximum energy recorded in the analyzer is increased by U.Furthermore, at the same time, the maximum energy recorded in the analyzer is increased by U. If no potential is applied to the ionization chamber, this range is D'
=E0/E', i.e. the maximum value of the analyzer
mtn is the ratio of the energy recorded by the bell channel to the energy recorded by the lowest level channel. The value of Do is determined in advance by the shape of the analyzer,
D'=10-30 depending on the difference in the shape of the analyzer. The range D' when the trap potential Lia is applied to the ionization chamber 4 is substantially reduced compared to Do. In this case, the highest level channel and the lowest level channel are the energy of the particle at the ionization chamber inlet, E' = m
&x ”max +UT and E'-,, = E'm, n+ U,
' to be recorded. Here, the capture coefficient 't K = (J,
When expressed as /EE'□1□, "min =E'm1n/
("-K) Therefore,""'max/E'min=
(E'5tlax "Ut) /"'min
=E'moc""min+="'zhx ('-
K) ""@B = D'(1-K)+.

したがって、D’= D:(1−K ) +にである。Therefore, D'=D:(1-K)+.

この関係から、D’=10 、 K=0.8の場合はD
’= 2.8 。
From this relationship, when D'=10 and K=0.8, D
' = 2.8.

D’= 30 、 K=0.8の場合はD’= 6.8
、すなわち捕捉係数Kが0.8の場合は同時に記録され
るエネルギー範囲は約1/4に減少することがわかる。
When D'=30 and K=0.8, D'=6.8
That is, it can be seen that when the capture coefficient K is 0.8, the simultaneously recorded energy range is reduced to about 1/4.

捕捉電位が印加されている場合の分析器のエネルギー分
解能S′がs’= S’、/ (1−K )になること
は簡単にわかる。ここで SOはイオン化室に電圧を印
加しない場合の分析器のエネルギーレベルである。
It is easy to see that the energy resolution S' of the analyzer when the trapping potential is applied is s' = S',/(1-K). where SO is the energy level of the analyzer when no voltage is applied to the ionization chamber.

すなわち、K=0.8の場合は分解能が5倍になる。That is, when K=0.8, the resolution increases five times.

このことは第2図aおよびbのチャートかられかる。This can be seen from the charts in Figures 2a and b.

イオン化室4に印加する電圧t−変化させる、すなわち
Kの値を変化させることによって、エネルギーに関する
分解能を制御し且つ分析器のエネルギー範囲に変化させ
ることができる。
By varying the voltage t applied to the ionization chamber 4, ie by varying the value of K, the resolution in terms of energy can be controlled and varied over the energy range of the analyzer.

イオン化室4に電圧が印加されると、イオン化室から流
出するイオンのビームは幾分集束度が低下するので、粒
子の一部は検出装置12の各検出器に到達せず、そのこ
とが分析器の応答に影響する。その理由は、イオン化室
4に電位が印加されると、イオンビームの軸に直角な方
向の成分全持つ電界がイオン化室の流出口で発生するこ
とである。この成分が、イオン化室4から流出するイオ
ンをその初期軌道から偏向させる。この効果を解消する
ためには、イオンビーム軌道に直角な電界成分ヲラカ減
少させることが必要である。そのため、本発明の望まし
い実施態様の分析器は、電界を修正するための手段ある
いは装置(電界修正装置〕16を具備する。電界修正装
置16の中では、イオン化室4に印加される電圧が枚方
17の設けられている領域において徐々に零まで減少さ
せられる。このようにすることによって、イオンビーム
の集束度を低下させる電界成分が最も減少する。
When a voltage is applied to the ionization chamber 4, the beam of ions exiting the ionization chamber becomes somewhat less focused, so that some of the particles do not reach the respective detectors of the detection device 12, which results in the analysis. affects the response of the instrument. The reason for this is that when a potential is applied to the ionization chamber 4, an electric field having a component entirely perpendicular to the axis of the ion beam is generated at the outlet of the ionization chamber. This component deflects the ions exiting the ionization chamber 4 from their initial trajectory. In order to eliminate this effect, it is necessary to reduce the electric field component perpendicular to the ion beam trajectory. Therefore, the analyzer according to the preferred embodiment of the present invention is equipped with a means or device for modifying the electric field (electric field modifying device) 16. In the electric field modifying device 16, the voltage applied to the ionization chamber 4 is It is gradually reduced to zero in the region where ion beam 17 is provided.By doing so, the electric field component that reduces the focusing degree of the ion beam is reduced the most.

3+0の間隔で均等に配置された絞シ群17を有する電
界修正装置16は、捕捉電圧が1./E = 0.8以
下の範囲で分析器の応答音一定に保つ(第3図参照〕。
The electric field modification device 16 having the aperture groups 17 evenly spaced at intervals of 3+0 has a trapping voltage of 1. Keep the response sound of the analyzer constant within the range of /E = 0.8 or less (see Figure 3).

発明の効果 本発明は、原子状粒子のマルチチャネル分析器の能力全
実質的に向上させる。本発明は、非常に多種のプラズマ
、41ラメ−ターを持つ複数の設備において同一仕様の
分析器を使用することを可能とすると共に、原子のエネ
ルギースペクトルのある領域の詳細な研究が特に重要で
ある場合に、種々の特定な問題、すなわちプラズマを追
加加熱する技術の研究における問題点を解決することを
可能とする。本発明の分析器は、分散の度合を制御する
ことができるので、プラズマ設備で1回の放出の間に、
イオン化室に供給する電位を変化させることばよって種
々の詳しさで原子のスペクトルを調べるために翫めて有
用である。
Effects of the Invention The present invention substantially increases the overall capabilities of a multichannel analyzer of atomic particles. The present invention makes it possible to use the same spec analyzer in multiple installations with a large variety of plasmas, 41 ramets, and where the detailed study of certain regions of the atomic energy spectrum is particularly important. In certain cases, it makes it possible to solve various specific problems, namely problems in the research of techniques for additional heating of plasmas. The analyzer of the present invention allows the degree of dispersion to be controlled, so that during a single discharge in a plasma facility,
Varying the potential supplied to the ionization chamber is extremely useful for examining spectra of atoms in various details.

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

第1図は、本発明の原子状粒子のマルチチャネル分析器
の模式的な長手方向断面図、第2a図は、イオン化室に
電圧全印加しない場合のイオンエネルギー分布を記録し
たチャートを示す図、第2b図は、本発明に従ってイ万
ン化室に電圧を印加した場合のイオンエネルギー分布を
記録したチャートを示す図、第3図は、分析器を通過し
た粒子の通過係数の、イオン化室に負荷された電圧lJ
Tとイオンエネルギーとの比に対する依存性を示す図で
ちる。 1・・・ハウジング、2・・・ハウジング流入口、3・
・・選別コンデンサー、4・・・イオン化室、5・・・
イオン化室流入口、6・・・イオン化箆流出口、7・・
・ガス供給源、8・・・電気的リード部、9・・・電圧
調整可能な電源、10・・・電気絶縁体、11・・・分
散器、12・・・検出装置、13,14,15・・・電
源、16・・・イオンのビームの集束度を低下させる電
界ヲイ$正する電界修正装置、17・・・電界修正装置
の絞り、18・・・イオン化室の流入口および流出口の
各中心kAる軸、19・・・電界修正装置の分圧器、I
、II、Tll。 1111、V・・・分析器の各チャネル、α・・・ビー
ム中のイオンの偏向の角度。 以下金白
FIG. 1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the multichannel analyzer for atomic particles of the present invention, and FIG. 2a is a diagram showing a chart recording the ion energy distribution when no full voltage is applied to the ionization chamber. FIG. 2b shows a chart recording the ion energy distribution when a voltage is applied to the ionization chamber according to the present invention, and FIG. Loaded voltage lJ
This is a diagram showing the dependence on the ratio of T and ion energy. 1...Housing, 2...Housing inlet, 3.
...Selection condenser, 4...Ionization chamber, 5...
Ionization chamber inlet, 6...Ionization chamber outlet, 7...
- Gas supply source, 8... Electrical lead part, 9... Voltage adjustable power source, 10... Electrical insulator, 11... Distributor, 12... Detection device, 13, 14, 15... Power supply, 16... Electric field correction device for correcting the electric field that reduces the degree of focusing of the ion beam, 17... Aperture of the electric field correction device, 18... Inlet and outlet of the ionization chamber axis, 19...voltage divider of the electric field modification device, I
, II, Tll. 1111, V...Each channel of the analyzer, α...Angle of deflection of ions in the beam. Below is kinpaku

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、イオンのビームを形成するように調製され且つ流入
口(5)と流出口(6)とを具備する導電性材料製の原
子状粒子イオン化室(4)を内部に収容する導電性材料
製のハウジング(1)を含んで成り、且つ該ビーム中の
イオンをイオンのエネルギーに応じた角度で初期の運転
方向から偏向させるように調製された分散器(11)と
種々のエネルギーレベルのイオンを検出するための装置
(12)とを該ビームの進路に沿って連続的に配置され
た状態で有する原子状粒子のマルチチャネル分析器にお
いて、該イオン化室(4)が、電圧調整可能な電源(9
)に接続するための電気的リード部と、該イオン化室(
4)に電圧が印加されているときに該イオン化室(4)
を該ハウジング(1)から絶縁する電気絶縁体(10)
とを具備することを特徴とする原子状粒子のマルチチャ
ネル分析器。 2、前記イオン化室(4)に電圧が印加されているとき
に発生し前記ビーム中のイオンの集束度を低下させる電
界を修正するための電界修正装置(16)を更に含んで
成り、且つ該電界修正装置(16)は該イオン化室(4
)と前記分散器(11)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1項記載のマルチチャネル
分析器。 3、前記電界修正装置(16)は、前記イオン化室(4
)の前記流入口(5)および前記流出口(6)の各中心
を通る軸に口径が属するように前記ビームの進路に沿っ
て連続的に配置された一連の複数の絞り(17)と、該
絞り(17)の個数と同数のリンクを有し該イオン化室
(4)および前記ハウジング(1)に接続され且つ個々
の該リンクが個々の該絞り(17)に接続されている分
圧器(19)とを含んで成ることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載のマルチチャネル分析器。
[Claims] 1. An atomic particle ionization chamber (4) made of a conductive material, arranged to form a beam of ions and having an inlet (5) and an outlet (6); a disperser (11) comprising a housing (1) made of an electrically conductive material and arranged to deflect the ions in the beam from the initial operating direction at an angle depending on the energy of the ions; a device (12) for detecting ions with an energy level of Voltage adjustable power supply (9
) and an electrical lead for connecting to the ionization chamber (
4) when a voltage is applied to the ionization chamber (4);
an electrical insulator (10) insulating the housing (1) from the housing (1);
A multichannel analyzer for atomic particles, comprising: 2. further comprising an electric field modification device (16) for modifying an electric field that occurs when a voltage is applied to the ionization chamber (4) and reduces the degree of focusing of ions in the beam; The electric field modification device (16) is connected to the ionization chamber (4).
) and the disperser (11). 3. The electric field modification device (16)
) a series of a plurality of apertures (17) arranged successively along the path of the beam such that the aperture belongs to an axis passing through the center of each of the inlet (5) and the outlet (6); a voltage divider (1) having as many links as said throttles (17) and connected to said ionization chamber (4) and said housing (1), each said link being connected to a respective said throttle (17); 19) The multi-channel analyzer according to claim 2, characterized in that it comprises:
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