制作层叠体(110)，该层叠体(110)是将金属薄板(113)和相互平行的两个角形棒状的金属构件(112)交替多重地重叠、还用金属厚板(111)将其两侧夹为三明治状、并通过扩散接合将各抵接面接合而一体化形成的。通过在与金属薄板(113)正交的平面上以规定间隔切断该层叠体(110)，来完成栅格状电极(100)，该栅格状电极(100)将金属薄板(113)作为格棂部(101)，将金属构件(112)作为间隔物，将所形成的空隙作为开口(102)。根据该结构，能够在将格棂部(101)的宽度、间隔保持得小的同时，增大格棂部(101)的厚度而提高机械强度。另外，能够抑制电场从飞行空间侧向离子加速区域侧的渗透，因此还能够防止在离子导入时离子从离子加速区域向飞行空间侧的流出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】制作层叠体(110)，该层叠体(110)是将金属薄板(113)和相互平行的两个角形棒状的金属构件(112)交替多重地重叠、还用金属厚板(111)将其两侧夹为三明治状、并通过扩散接合将各抵接面接合而一体化形成的。通过在与金属薄板(113)正交的平面上以规定间隔切断该层叠体(110)，来完成栅格状电极(100)，该栅格状电极(100)将金属薄板(113)作为格棂部(101)，将金属构件(112)作为间隔物，将所形成的空隙作为开口(102)。根据该结构，能够在将格棂部(101)的宽度、间隔保持得小的同时，增大格棂部(101)的厚度而提高机械强度。另外，能够抑制电场从飞行空间侧向离子加速区域侧的渗透，因此还能够防止在离子导入时离子从离子加速区域向飞行空间侧的流出。【专利说明】飞行时间型质量分析装置
本专利技术涉及一种飞行时间型质量分析装置(Time-of-Flight MassSpectrometer,以下简称为“T0FMS”)，更详细地说,涉及一种用于在TOFMS中使离子通过并且对该离子进行加速或减速的栅格状电极。
技术介绍
在TOFMS中，对源自样本成分的离子赋予固定的动能使其飞行固定距离的空间，测量其飞行所需的时间，根据该飞行时间求出离子的质量电荷比。因此，在对离子进行加速而使其开始飞行时，如果离子的位置、离子所具有的初始能量存在偏差，则具有相同质量电荷比的离子的飞行时间产生偏差，造成质量分辨率、质量精度降低。作为解决这样的问题的方法之一，已知在与离子束的入射方向正交的方向上对离子进行加速而将其送入飞行空间的正交加速(也称为垂直加速、正交牵引)方式的TOFMS(参照非专利文献1、非专利文献3等。图11的(a)是典型的正交加速方式TOFMS的概要结构图，图11的(b)是离子飞行的中心轴上的电势分布图。由未图示的离子源生成的离子在X轴方向上被赋予初速度而入射到正交加速部I。在正交加速部I中，通过施加在挤压电极11与栅格状电极12、13之间的脉冲电场使离子向Z轴方向射出，在TOF型质量分离器2中的无电场飞行区域2A中飞行。然后，离子在形成有上坡电势的反射区域2B中被反射，折返飞行而到达检测器3，从而被检测到。为了 抑制正交加速部I的因离子的空间扩展度造成的质量分辨率降低，典型的是进行调整使得从正交加速部I射出的离子团(离子的集合体)暂时收敛到存在于无电场飞行区域2A中的收敛面21上，然后，扩展了的离子团由于反射区域2B而再次在检测器3的检测面上收敛。为了实现这样的收敛，正交加速部I如图11的(a)所示，既可以是利用两个栅格状电极12、13形成两段均匀电场的双阶段型，也可以是利用一个栅格状电极形成一段均匀电场的单阶段型。另一方面，由栅格状电极22、23形成的反射电场也既可以是作为两段均匀电场的双阶段型，也可以是作为一段均匀电场的单阶段型。即，调整多个均匀电场的强度使得离子团在检测器3的检测面上收敛即可。在非专利文献I中详细记载了用于实现这样的收敛条件的理论。如上述那样在正交加速方式TOFMS中，为了形成正交加速电场、反射电场,广泛利用使用了导电性材料的栅格状电极。此外，此处所述的“栅格状”的构造体包括在纵横两个方向上将细长的构件组合成棋盘格状(方格状)的构造体和将细长的构件以固定间隔排列(一般是平行排列，但并不一定必须是平行)的构造体这两者。前者的构造的电极大多简称为网格电极，后者的构造的电极为了与前者相区别而有时被称为平行网格电极等。图12是表示以往使用的栅格状电极的一个例子的一部分剖切立体图。该栅格状电极200具有将宽度W、厚度T的格棂部201以间隔P平行地排列而得到的构造，相邻的两个格棂部201之间的开口 202的宽度(短边方向大小)是P-W，开口 202的长度(长边方向大小)是L。开口 202的深度与格棂部201的厚度T相等。在这样的栅格状电极200的入口侧和出口侧(在图12中为下侧和上侧)电场强度不同的情况下，在开口 202的宽度P-W过宽时，由通过了开口 202的电场的渗透、透镜效果造成的射束的发散变得显著。因此，优选开口 202的宽度P-W尽量小。另一方面，在几何学上，用开口 202的宽度与格棂部201的间隔之比、即(P-W)/P给出这种构造的栅格状电极200的离子的透过率。因此，如果格棂部201的间隔P相同，则格棂部201的宽度W越小则离子透过率越大。为了实现离子束的发散小并且能够达到高的离子透过率的理想的栅格状电极，优选格棂部201的间隔P和宽度W尽量小，但如后述那样，由于机械强度这一点、可制作性而其小的程度有极限。为了在使格棂部201的间隔P尽量小的同时实现高的离子透过率，开发出了利用了电铸技术的TOFMS用微细栅格状电极。例如在非专利文献2、3中，公开了基于电铸的镍(Ni)制的栅格状电极，其格棂部的间隔P是83 ，格棂部的宽度W约是25 ，格棂部的厚度T约是10。根据这些文献，其离子透过率是70~80%左右。另外，作为市场销售的栅格状电极的例子，有非专利文献4所记载的产品。在该产品中，以栅格间隔250铺设Φ 18的钨线，由此实现了 92%这样的高的离子透过率。如上所述，通过电铸、细线的铺设等方法实现了微细栅格状电极，但这种构造的电极的机械强度比较低。因此，存在以下这样的问题。正交加速部I的内部的Z轴方向的离子初始动能的扩展引起TOFMS的质量分辨率降低。在设正交加速部I中的离子牵引电场的强度为F、离子的初始动能为Ε、离子的质量为m时，用以下的式(I)给出转向时间Ta(由离子的初始位置和初始动能相同、运动方向相对于牵引方向朝向顺方向(即+Z轴方向)和反方向(即-Z轴方向)的离子对所产生的飞行时间的差)。T森ocKm E》/F·…⑴根据该式⑴，为了减小转向时间TA，认为增强正交加速部I中的电场是有效的。作为一个例子，在图13中示出以热运动(E=30)的方式进行运动的m/z为1000的离子所对应的牵引电场与转向时间Ta之间的关系的计算结果。可知为了通过TOFMS得到高质量分辨率，例如在将转向时间Ta设为l (1.0E-09s)以下时，需要比1500 强的电场。在正交加速部中这样增强电场时，隔着栅格状电极的其离子入口侧和出口侧的电场强度的差变大，由此大的力作用于栅格状构造的格棂部。越是要提高电场强度以缩短转向时间，则作用于格棂部的力越大。例如，在电场强度是1500时，如果计算作用于栅格状电极的每单位面积的力则也为ΙΟΝ/m2。根据本申请专利技术人的考察，在现在已知的上述那样的构造的栅格状电极中，难以耐受这样的力。作为一个例子，设想离子透过率是80%、ff=20,T=10,L=30的镍制(杨氏模量为200)的栅格状电极，当设为两端固定等分布负荷梁来预测中心附近的位移量时也为6_左右，能够预想到容易引起栅格状构造的格棂部破损。此外，图14是以上述条件计算改变格棂部的厚度T时的中心附近处的预想位移量所得到的结果。为了防止这样的破损，在是格棂部使用了线材的构造的情况下，使用粗的线材即可，但如此格棂部的宽度W变大，牺牲了离子透过率。另外，也能够考虑通过代替使用粗的线材，而使用细的线材并且缩短开口的长度L，来提高机械强度，但同样会牺牲离子透过率。另一方面，在通过上述那样的电铸制作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种飞行时间型质量分析装置，对离子进行加速而将该离子导入到飞行空间，检测在飞行于该飞行空间的期间根据质量电荷比而分离出的离子，该飞行时间型质量分析装置具备栅格状电极以形成使离子通过并且对该离子进行加速和/或减速的电场，该飞行时间型质量分析装置的特征在于，上述栅格状电极是具有其开口短边方向的大小的2倍以上的厚度的构造体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：古桥治，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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