[发明专利]带电粒子分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如质量分析装置、电子分光装置、能量分析装置等， 用于分析离子、电子这种带电粒子的带电粒子分析装置，详细来说，涉及 一种具有形成用于使带电粒子以弯曲形状飞行的扇形电场的带电粒子光 学系统的带电粒子分析装置。

背景技术

带电粒子光学系统，是指将离子、电子等的带电粒子通过电场或者磁 场的作用，进行聚束、分散、分光、偏转、输送等的系统。下面的说明中， 虽然是对作为带电粒子特别以离子为对象的光学系统进行叙述，但基本 上，其它的带电粒子例如电子之类也是同样的。

作为用于使离子束偏转、或者将离子按着质量或能量进行分离的离子 光学系统，多利用结构简单且通用性好的扇形电场。作为扇形电场的具体 的利用例，存在例如专利文献1等所述的多重旋转飞行时间型质量分析装 置。多重旋转飞行时间型质量分析装置中，通过使用多个扇形电场形成大 致椭圆形、大致8字形状等的封闭轨道即离子旋转轨道，并且通过沿着该 旋转轨道使离子进行多次的旋转飞行，有效确保较长的飞行距离从而提高 离子的质量分离性能。

这种多重旋转飞行时间型质量分析装置中，虽然有时也在旋转轨道上 设置用于离子生成的离子源，或是设置用于离子检测的离子检测器，但多 数情况下，将是将在旋转轨道的外侧生成的离子导入旋转轨道中，使其进 行规定次数的旋转飞行，其后使离子从旋转轨道脱离，导入旋转轨道外侧 所设置的离子检测器中进行检测。为了像这样进行对旋转轨道的离子导入 或是从旋转轨道的离子取出，有时需要在形成扇形电场的扇形电极上设置 开口(参照专利文献1)。另外，除对旋转轨道的离子的入射和出射以外， 为了监视旋转离子的状态或者形态，为了从外部将激光或者是X射线等的 电磁波或粒子线导入旋转轨道，有时也需要在扇形电极中设置开口。

但是，如上所述在扇形电极上设置开口的情况下，在其开口的附近将 不可避免的产生电场的散乱。若存在扇形电场的散乱，则通过该处时离子 的轨道将变得不理想(或者不符设计初衷)，因此特别是进行多圈旋转时 质量精度下降，或者离子透过率恶化从而检测灵敏度下降等问题将变得显 著。

以往，为了减小由在扇形电极设计了开口而引起的电场散乱的影响， 在开口处铺设金属制的网格(Mesh)或者金属制线束(Wire)。但是，由 于这种网格或者线束也成为离子通过的障碍，因此将引起离子的透过率下 降，或者激光等的电磁波、粒子线的通过效率下降。另外，就算利用金属 制的网格或者线束，电场散乱的影响也仍然会残留，因此特别是在要进行 高精度分析的时候不是一种合适的方法。

【专利文献1】特开11-135060号公报

发明内容

本发明是为了解决上述课题而作出的，其目的是提供一种带电粒子分 析装置，具有通过减小由在形成扇形电场的电极上设置了开口引起的电场 散乱，从而能够消除离子(带电粒子)的飞行轨道的偏移的带电粒子光学 系统。

为了解决上述课题而完成的本发明，是如下的带电粒子分析装置，具 有带电粒子光学系统，其为了形成用于使带电粒子以圆弧形状飞行的扇形 电场，含有将外侧电极和内侧电极作为一对的主电极，该带电粒子分析装 置，在所述外侧电极上穿透设置了用于使带电粒子通过，或者用于使用于 监视带电粒子的状态的电磁波或粒子线通过的开口，其特征在于，

具有：电场修正电极，在所述开口的周围，在面临由所述外侧电极与 内侧电极所夹的空间的位置上配置；

电压施加机构，其对该电场修正电极施加规定的直流电压；

通过所述电场修正电极，修正由所述的开口所带来的扇形电场的散 乱。

上述带电粒子例如是离子或电子，上述带电粒子光学系统是离子光学 系统或者电子光学系统。

本发明中的带电粒子分析装置中，虽然通过在形成用于使带电粒子在 圆弧形状中飞行的扇形电场的电极上设置了开口，而在该开口附近扇形电 场中产生散乱，但是通过由辅助设置的电场修正电极形成的直流电场的作 用，能够减小扇形电场的散乱。因此，带电粒子通过由上述电极形成的扇 形电场时，将通过与没有开口时大致相同的轨道沿圆弧形状的轨迹飞行。 因此，即使设置了开口，离子等的带电粒子的透过率也不会下降，从而能 够确保高分析灵敏度。另外，在例如质量分析装置中，通过减小离子轨道 的偏移，可以抑制质量精度的下降，特别在为了延伸飞行距离而增加旋转 周数的情况下，更为有效。