(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モード及び発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、
誘導性装置に電気的に接続して、前記駆動モードで前記トーチ本体内の前記誘導結合プラズマを維持するよう前記駆動モードで前記誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ前記発振モードで前記トーチ本体内の前記誘導結合プラズマを維持するよう前記発振モードで前記誘導性装置に電力を供給するように構成された回路であって、前記回路が前記駆動モードで有効化される駆動回路及び前記発振モードで有効化される発振回路を含み、有効化された前記駆動回路及び無効化された前記発振回路で前記誘導結合プラズマが点火され、前記誘導結合プラズマが点火されると、前記駆動回路を無効化するとともに、前記発振回路を有効化することにより、前記ジェネレータが前記駆動モードから前記発振モードに切り替えられる、回路と、
前記回路に電気的に接続され、前記回路の動作を前記駆動モードまたは前記発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサと
を備える前記ジェネレータ。
【請求項２】
前記回路は、前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備え、前記信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備え、前記回路は、さらに、第２の増幅器の組に電気的に接続された第１の増幅器の対及び前記第２の増幅器の組に電気的に接続された第３の増幅器の対を備え、前記駆動モードにおいて、前記誘導結合プラズマが点火されている間、前記第３の増幅器の対が無効化されて、前記駆動回路が有効化され、さらに、前記発振モードにおいて、前記信号源及び前記第１の増幅器の対のスイッチがオフにされて、前記駆動回路が無効化されとともに、前記発振回路が有効化される、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項３】
前記ジェネレータは、前記誘導性装置に電気的に接続して、前記発振モード時に前記誘導性装置の作動中に有効化されるように構成された、コンデンサの対を有するフィードバックループを備える、請求項２に記載のジェネレータ。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記駆動モードで作動中に前記コンデンサの対を無効化するように構成される、請求項３に記載のジェネレータ。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記発振モードで作動中に前記コンデンサの対を有効化するように構成される、請求項３に記載のジェネレータ。
【請求項６】
前記回路は、前記発振モードで作動時に３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項７】
前記回路は、前記駆動モードで作動中に前記誘導性装置に対し一定の周波数及び振幅を提供するように構成される、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項８】
前記回路は、前記発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項９】
前記発振回路に電気的に接続され、前記発振回路と前記誘導性装置との間に存在するフィルタをさらに備える請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項１０】
前記プロセッサに電気的に接続され、前記誘導結合プラズマの点火時を判断するように構成された検出器をさらに備える請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項１１】
前記プロセッサは、プラズマが前記検出器により検出された後の任意の時点で、前記駆動モードから前記発振モードに切り替わるように構成される、請求項１０に記載のジェネレータ。
【請求項１２】
前記プロセッサと前記検出器との間に信号変換器をさらに備える請求項１１に記載のジェネレータ。
【請求項１３】
前記回路は、前記駆動モード及び前記発振モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項１４】
前記回路は、前記駆動モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ前記発振モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記発振モードで作動中に前記少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される、請求項１４に記載のジェネレータ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのトランジスタと前記少なくとも１つの追加トランジスタは、前記駆動回路及び前記発振回路の両方が有効化されるモードであるハイブリッドモード時に両方とも有効化される、請求項１４に記載のジェネレータ。
【請求項１７】
前記回路は、誘導コイルまたは平板電極を備える誘導性装置に電気的に接続するように構成される、請求項１に記載のジェネレータ。
【請求項１８】
誘導性装置と、
前記誘導性装置に電気的に接続され、前記誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータと
を備えるシステムであって、前記ジェネレータは、誘導性装置に電気的に接続して、前記駆動モードで前記トーチ本体内の前記誘導結合プラズマを維持するために前記駆動モードで前記誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ前記発振モードで前記トーチ本体内の前記誘導結合プラズマを維持するために前記発振モードで前記誘導性装置に電力を供給するように構成された回路であって、前記回路は、前記駆動モードで有効化される駆動回路及び前記発振モードで有効化される発振回路を含み、有効化された前記駆動回路及び無効化された前記発振回路で前記誘導結合プラズマが点火され、前記誘導結合プラズマが点火されると、前記駆動回路を無効化するとともに、前記発振回路を有効化することにより、前記ジェネレータが前記駆動モードから前記発振モードに切り替えられる、回路と、
前記回路に電気的に接続され、前記回路の動作を前記駆動モードまたは前記発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサと
を備える、前記システム。
【請求項１９】
前記回路は、前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備え、前記信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備え、前記回路は、さらに、第２の増幅器の組に電気的に接続された第１の増幅器の対及び前記第２の増幅器の組に電気的に接続された第３の増幅器の対を備え、前記駆動モードにおいて、前記誘導結合プラズマが点火されている間、前記第３の増幅器の対が無効化されて、前記駆動回路が有効化され、さらに、前記発振モードにおいて、前記信号源及び前記第１の増幅器の対のスイッチがオフにされて、前記駆動回路が無効化されとともに、前記発振回路が有効化される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ジェネレータは、前記誘導性装置に電気的に接続して、前記発振モード時に前記誘導性装置の作動中に有効化されるように構成された、コンデンサの対を有するフィードバックループを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記駆動モードで作動中に前記コンデンサの対を無効化するように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記発振モードで作動中に前記コンデンサの対を有効化するように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記発振モードで作動中に前記信号源を無効化するように構成される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記回路は、前記発振モードで作動時に３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記回路は、前記駆動モードで作動中に前記誘導性装置に対し一定周波数及び振幅を提供するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
前記回路は、前記発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２７】
前記発振回路に電気的に接続され、前記発振回路のフィードバック装置と前記誘導性装置の間に存在するフィルタをさらに備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２８】
前記プロセッサに電気的に接続され、前記プラズマの点火時を判断するように構成された検出器をさらに備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２９】
前記プロセッサは、プラズマが前記検出器により検出された後の任意の時点で、前記駆動モードから前記発振モードに切り替わるように構成される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記プロセッサと前記検出器の間に信号変換器をさらに備える請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記回路は、前記駆動モード及び前記発振モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項３２】
前記回路は、前記駆動モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ前記発振モード時に前記誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項３３】
前記プロセッサは、前記発振モードで作動中に前記少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記少なくとも１つのトランジスタと前記少なくとも１つの追加トランジスタは、ハイブリッドモード時に両方とも有効化される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願
本出願は、２０１３年１０月２３日に出願された米国特許仮出願第６１／８９４，５６０号の関連出願であり、当仮出願に対する優先権を主張し、当仮出願の開示内容全体は、すべての目的で参照することにより本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本出願は、ジェネレータとその使用方法に関連する。特に、本明細書において説明される特定の実施形態は、プラズマ装置または他の原子化／イオン化装置を維持するために、駆動モード、発振モード（そして任意でハイブリッドモード）で作動するジェネレータを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
ジェネレータは一般に、トーチ本体内のプラズマを維持するために使用される。プラズマは荷電粒子を含む。プラズマには、化学種の原子化及び／またはイオン化を含む多くの用途がある。
【発明の概要】
【０００４】
特定の態様、属性、及び特徴は、駆動モード、発振モード、または駆動モードと発振モードの両方が少なくともある期間有効であるハイブリッドモードで作動し得るハイブリッドジェネレータを対象とする。ジェネレータは、誘導性装置を含むがこれに限定されない多くの異なる種類の装置に対し電力を供給するのに使用され得る。
【０００５】
第１態様において、駆動モード及び発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、駆動モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路と、回路に電気的に接続され、回路の動作を駆動モードまたは発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサとを備える前記ジェネレータが提供される。
【０００６】
特定の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の構成において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。別の実施形態において、プロセッサは、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつかの事例において、プロセッサは、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の実施例において、プロセッサは、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。別の事例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。いくつかの事例において、ジェネレータは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。別の実施形態において、ジェネレータは、プロセッサに電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。いくつかの実施形態において、プロセッサは、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、プロセッサと検出器の間に信号変換器を備える。特定の事例において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。別の実施形態において、プロセッサは、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。いくつかの事例において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の事例において、回路は、誘導コイルまたは平板電極を備える誘導性装置に電気的に接続するように構成される。
【０００７】
別の態様において、駆動モード及び発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、駆動モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える前記ジェネレータが説明される。
【０００８】
特定の実施例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の実施例において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。いくつかの構成において、回路は、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。いくつかの実施例において、回路は、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。特定の事例において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。別の実施形態において、ジェネレータは、回路に電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。特定の構成において、回路は、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの構成において、ジェネレータは、回路と検出器の間に信号変換器を備える。特定の実施形態において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施例において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。別の実施例において、回路は、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。特定の実施形態において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。いくつかの実施形態において、回路は、誘導コイルまたは平板電極を備える誘導性装置に電気的に接続するように構成される。
【０００９】
追加態様において、誘導性装置に電力を供給するように構成されたジェネレータであって、回路の第１状態時に駆動モードで誘導性装置に電力を供給し、回路の第２状態時に発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える前記ジェネレータが説明される。
【００１０】
特定の実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火中は駆動モードで作動するように構成される。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火後に第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。特定の実施例において、回路は、誘導性装置の電圧及び／または電力を最大化する選択周波数を誘導性装置に対し提供するように構成された信号源を備える。いくつかの実施例において、信号源は、回路の第２状態時に無効化される。特定の構成において、回路は、誘導結合プラズマが点火された時を判断するように構成されたセンサを備える。別の構成において、ジェネレータは、プラズマが点火されたことをセンサが検出した後に、第１状態から第２状態に切り替わる。いくつかの実施形態において、回路は、第１状態時に無効化され、第２状態時に有効化されるように構成されたフィードバック手段を備える。特定の実施形態において、フィードバック手段は、誘導性装置に電気的に接続された少なくとも１つのフィードバック装置を備える。別の実施例において、回路は、駆動モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成された駆動増幅器を介して誘導性装置に電気的に接続された信号源を備え、前記回路はさらに、誘導性装置に電気的に接続され、発振モード中に有効化されるように構成されたフィードバック装置と、回路及びフィードバック装置に電気的に接続され、ジェネレータの動作を駆動モードから発振モードに切り替えるように構成されたスイッチとを備える。いくつかの実施例において、フィードバック回路は、約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の実施形態において、ジェネレータは、駆動モード時に有効化され、発振モード時に無効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施例において、ジェネレータは、駆動モード時に無効化され、発振モード時に有効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。特定の実施例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの構成において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。別の構成において、ジェネレータは、誘導性装置に電気的に接続するように構成された検出器を備える。いくつかの構成において、回路は、プラズマの点火が検出器により検出された時、駆動モードから回路モードに切り替わるように構成される。別の構成において、ジェネレータは、検出器に電気的に接続された信号変換器を備える。いくつかの実施形態において、ハイブリッドモード時には、それぞれのトランジスタが有効化される。別の実施形態において、回路は、誘導コイルまたは平板電極を備える誘導性装置に電気的に接続するように構成される。
【００１１】
別の態様において、誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータとを備えるシステムであって、ジェネレータは、誘導性装置に電気的に接続して、駆動モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路と、回路に電気的に接続され、回路の動作を駆動モードまたは発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサとを備える、前記システムが開示される。
【００１２】
特定の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の構成において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。さらなる実施形態において、プロセッサは、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつかの事例において、プロセッサは、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の実施形態において、プロセッサは、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。いくつかの実施例において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。別の実施例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。さらなる実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。追加実施例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。いくつかの実施形態において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。特定の実施形態において、システムは、プロセッサに電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の実施形態において、プロセッサは、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの構成において、システムは、プロセッサと検出器の間に信号変換器を備える。別の構成において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。特定の構成において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。いくつかの実施形態において、プロセッサは、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。別の実施形態において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の実施形態において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００１３】
追加態様において、誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために誘導性装置に対し電力を供給するように構成されたジェネレータとを備えるシステムであって、ジェネレータは、誘導性装置に電気的に接続して、駆動モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ発振モードでトーチ本体内の誘導結合プラズマを維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、前記システムが提供される。
【００１４】
特定の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の構成において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。追加構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。さらなる実施形態において、回路は、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。さらなる実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。追加実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。別の事例において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。いくつかの事例において、システムは、回路に電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。特定の実施例において、回路は、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。別の実施例において、システムは、回路と検出器の間に信号変換器を備える。いくつかの実施例において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。特定の構成において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。別の構成において、回路は、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。いくつかの実施形態において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の事例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００１５】
別の態様において、誘導性装置と、回路の第１状態時に駆動モードで誘導性装置に電力を供給し、回路の第２状態時に発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータとを備えるシステムが説明される。
【００１６】
特定の事例において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火中は駆動モードで作動するように構成される。別の実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火後に第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。いくつかの実施例において、回路は、誘導性装置の電圧及び／または電力を最大化する選択周波数を誘導性装置に対し提供するように構成された信号源を備える。特定の実施形態において、信号源は、回路の第２状態時に無効化される。いくつかの実施例において、回路は、誘導結合プラズマが点火された時を判断するように構成されたセンサを備える。別の実施例において、ジェネレータは、プラズマが点火されたことをセンサが検出した後に、第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。特定の構成において、回路は、第１状態時に無効化され、第２状態時に有効化されるように構成されたフィードバック手段を備える。別の構成において、フィードバック手段は、誘導性装置に電気的に接続された少なくとも１つのフィードバック装置を備える。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成された駆動増幅器を介して誘導性装置に電気的に接続された信号源を備え、回路はさらに、誘導性装置に電気的に接続され、発振モード中に有効化されるように構成されたフィードバック装置と、回路及びフィードバック装置に電気的に接続され、ジェネレータの動作を駆動モードから発振モードに切り替えるように構成されたスイッチとを備える。いくつかの事例において、フィードバック回路は、約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。別の事例において、ジェネレータは、駆動モード時に有効化され、発振モード時に無効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、駆動モード時に無効化され、発振モード時に有効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。別の実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施例において、システムは、誘導性装置に電気的に接続するように構成された検出器を備える。いくつかの実施例において、回路は、プラズマの点火が検出器により検出された時、駆動モードから回路モードに切り替わるように構成される。別の実施形態において、システムは、検出器に電気的に接続された信号変換器を備える。いくつかの実施例において、ハイブリッドモード時には、それぞれのトランジスタが有効化される。別の実施例において、回路は、誘導コイルまたは平板電極を備える誘導性装置に電気的に接続するように構成される。
【００１７】
追加態様において、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、収容されたトーチ部分に対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路と、回路に電気的に接続され、回路の動作を駆動モードまたは発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサとを備える前記ジェネレータと、トーチに流体連結された質量分析器とを備える質量分析計が提供される。
【００１８】
特定の実施例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の実施例において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。別の実施形態において、プロセッサは、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつかの実施例において、プロセッサは、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の構成において、プロセッサは、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。別の構成において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。特定の実施形態において、質量分析計は、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。いくつかの事例において、質量分析計は、プロセッサに電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の事例において、プロセッサは、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、質量分析計は、プロセッサと検出器の間に信号変換器を備える。別の事例において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。特定の構成において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。いくつかの実施形態において、プロセッサは、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。別の実施形態において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。特定の実施例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００１９】
別の態様において、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、収容されたトーチ部分に対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える前記ジェネレータと、トーチに流体連結された質量分析器とを備える質量分析計が開示される。
【００２０】
特定の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。いくつかの構成において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。別の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。特定の実施例において、回路は、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつか実施形態において、回路は、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。いくつかの実施例において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の事例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の事例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。特定の実施形態において、質量分析計は、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。特定の事例において、質量分析計は、回路に電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の事例において、回路は、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの実施例において、質量分析計は、回路と検出器の間に信号変換器を備える。特定の構成において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの構成において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。別の構成において、回路は、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。特定の実施形態において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の実施例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００２１】
追加態様において、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、回路の第１状態時に駆動モードで誘導性装置に電力を供給し、回路の第２状態時に発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータと、トーチに流体連結された質量分析器とを備える質量分析計が説明される。
【００２２】
特定の事例において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火中は駆動モードで作動するように構成される。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火後に第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。別の実施形態において、回路は、誘導性装置の電圧及び／または電力を最大化する選択周波数を誘導性装置に対し提供するように構成された信号源を備える。いくつかの構成において、信号源は、回路の第２状態時に無効化される。別の実施形態において、回路は、誘導結合プラズマが点火された時を判断するように構成されたセンサを備える。特定の実施形態において、ジェネレータは、プラズマが点火されたことをセンサが検出した後に、第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。特定の実施例において、回路は、第１状態時に無効化され、第２状態時に有効化されるように構成されたフィードバック手段を備える。いくつかの実施例において、フィードバック手段は、誘導性装置に電気的に接続された少なくとも１つのフィードバック装置を備える。別の事例において、回路は、駆動モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成された駆動増幅器を介して誘導性装置に電気的に接続された信号源を備え、回路はさらに、誘導性装置に電気的に接続され、発振モード中に有効化されるように構成されたフィードバック装置と、回路及びフィードバック装置に電気的に接続され、ジェネレータの動作を駆動モードから発振モードに切り替えるように構成されたスイッチとを備える。いくつかの実施形態において、フィードバック回路は、約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。別の実施形態において、ジェネレータは、駆動モード時に有効化され、発振モード時に無効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施例において、ジェネレータは、駆動モード時に無効化され、発振モード時に有効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。特定の構成において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の構成において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。追加構成において、質量分析計は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された検出器を備える。いくつかの事例において、回路は、プラズマの点火が検出器により検出された時、駆動モードから回路モードに切り替わるように構成される。別の事例において、質量分析計は、検出器に電気的に接続された信号変換器を備える。特定の事例において、ハイブリッドモード時には、それぞれのトランジスタが有効化される。別の事例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００２３】
別の態様において、発光を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路と、回路に電気的に接続され、回路の動作を駆動モードまたは発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサとを備える前記ジェネレータと、トーチ内の発光を検出するように構成された光検出器とを備える前記システムが説明される。
【００２４】
いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。特定の実施形態において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。別の実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。さらなる事例において、プロセッサは、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。別の事例において、プロセッサは、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の事例において、プロセッサは、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の構成において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。いくつかの構成において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。特定の構成において、システムは、プロセッサに電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。いくつかの構成において、プロセッサは、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの事例において、システムは、プロセッサと検出器の間に信号変換器を備える。別の事例において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。特定の実施形態において、プロセッサは、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。いくつかの事例において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の事例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００２５】
追加態様において、発光を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために誘導性装置に対し電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える前記ジェネレータと、トーチ内の発光を検出するように構成された光検出器とを備える前記システムが提供される。
【００２６】
特定の実施例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の実施例において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。いくつかの事例において、回路は、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。さらなる事例において、回路は、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。いくつかの構成において、回路は、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。別の構成において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。別の実施形態において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。いくつかの事例において、システムは、回路に電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の事例において、回路は、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、システムは、回路と検出器の間に信号変換器を備える。別の事例において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。特定の事例において、回路は、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。別の事例において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。いくつかの実施形態において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００２７】
別の態様において、発光を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、回路の第１状態時に駆動モードで誘導性装置に電力を供給し、回路の第２状態時に発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータと、トーチ内の発光を検出するように構成された光検出器とを備える前記システムが説明される。
【００２８】
いくつかの実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火中は駆動モードで作動するように構成される。特定の実施形態において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火後に第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。別の実施形態において、回路は、誘導性装置の電圧及び／または電力を最大化する選択周波数を誘導性装置に対し提供するように構成された信号源を備える。さらなる実施形態において、信号源は、回路の第２状態時に無効化される。いくつかの実施例において、回路は、誘導結合プラズマが点火された時を判断するように構成されたセンサを備える。追加実施例において、ジェネレータは、プラズマが点火されたことをセンサが検出した後に、第１状態から第２状態に切り替わる。いくつかの実施例において、回路は、第１状態時に無効化され、第２状態時に有効化されるように構成されたフィードバック手段を備える。特定の実施形態において、フィードバック手段は、誘導性装置に電気的に接続された少なくとも１つのフィードバック装置を備える。特定の事例において、回路は、駆動モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成された駆動増幅器を介して誘導性装置に電気的に接続された信号源を備え、回路はさらに、誘導性装置に電気的に接続され、発振モード中に有効化されるように構成されたフィードバック装置と、回路及びフィードバック装置に電気的に接続され、ジェネレータの動作を駆動モードから発振モードに切り替えるように構成されたスイッチとを備える。いくつかの実施例において、フィードバック回路は、約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の構成において、ジェネレータは、駆動モード時に有効化され、発振モード時に無効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施形態において、ジェネレータは、駆動モード時に無効化され、発振モード時に有効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。別の実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。さらなる実施例において、システムは、誘導性装置に電気的に接続するように構成された検出器を備える。いくつかの実施例において、回路は、プラズマの点火が検出器により検出された時、駆動モードから回路モードに切り替わるように構成される。別の実施例において、システムは、検出器に電気的に接続された信号変換器を備える。別の構成において、ハイブリッドモード時には、それぞれのトランジスタが有効化される。追加構成において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００２９】
追加態様において、原子吸光放出を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置により収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを維持するために誘導性装置に対し電力を供給するように構成されたジェネレータであって、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路と、回路に電気的に接続され、回路の動作を駆動モードまたは発振モードに切り替えるように構成されたプロセッサとを備える前記ジェネレータと、トーチに対し光を提供するように構成された光源と、トーチを透過した提供光の量を測定するように構成された光検出器とを備える前記システムが開示される。
【００３０】
いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の実施形態において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。さらなる実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。追加実施形態において、プロセッサは、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつかの事例において、プロセッサは、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の実施例において、プロセッサは、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。さらなる事例において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。追加事例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。いくつかの実施例において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。さらなる実施例において、システムは、プロセッサに電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の実施形態において、プロセッサは、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。別の実施例において、システムは、プロセッサと検出器の間に信号変換器を備える。特定の実施形態において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。別の実施例において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。特定の構成において、プロセッサは、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。追加構成において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。別の構成において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００３１】
別の態様において、原子吸光放出を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続して、収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを駆動モードで維持するために駆動モードで誘導性装置に電力を供給するように構成され、かつ収容されたトーチ部内の誘導結合プラズマを発振モードで維持するために発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータと、トーチに対し光を提供するように構成された光源と、トーチを透過した提供光の量を測定するように構成された光検出器とを備える前記システムが提供される。
【００３２】
特定の実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続するように構成された信号源を備える。別の実施形態において、信号源は、ＲＦ周波数合成器、電圧制御発振器、及び切替可能ＲＦ信号源のうち少なくとも１つを備える。いくつかの事例において、回路は、誘導性装置に電気的に接続して、発振モード時に誘導性装置の作動中に有効化されるように構成されたフィードバック装置を備える。特定の実施例において、回路は、駆動モードで作動中にフィードバック装置を無効化するように構成される。いくつか実施形態において、回路は、発振モードで作動中にフィードバック装置を有効化するように構成される。特定の事例において、回路は、発振モードで作動中に信号源を無効化するように構成される。別の事例において、回路は、発振モードで作動時に約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置に電気的に接続された駆動回路と、誘導性装置に電気的に接続された発振回路とを備える。特定の構成において、システムは、発振回路に電気的に接続され、発振回路のフィードバック装置と誘導性装置の間に存在するフィルタを備える。いくつかの構成において、システムは、回路に電気的に接続され、プラズマの点火時を判断するように構成された検出器を備える。別の構成において、回路は、プラズマが検出器により検出された後の任意の時点で、駆動モードから発振モードに切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、システムは、回路と検出器の間に信号変換器を備える。別の実施形態において、回路は、駆動モード及び発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。追加事例において、回路は、駆動モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのトランジスタを備え、かつ発振モード時に誘導性装置に電気的に接続するように構成された少なくとも１つの追加トランジスタを備える。別の実施形態において、回路は、発振モードで作動中に少なくとも１つのトランジスタを無効化するように構成される。いくつかの事例において、ハイブリッドモード時には、少なくとも１つのトランジスタと少なくとも１つの追加トランジスタの両方が有効化される。いくつかの実施例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００３３】
追加態様において、原子吸光放出を検出するためのシステムであって、イオン化源を維持するように構成されたトーチと、トーチの一部を収容する開口部を備え、トーチに対し無線周波エネルギーを供給するように構成された誘導性装置と、回路の第１状態時に駆動モードで誘導性装置に電力を供給し、回路の第２状態時に発振モードで誘導性装置に電力を供給するように構成された回路を備える、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータと、トーチに対し光を提供するように構成された光源と、トーチを透過した提供光の量を測定するように構成された光検出器とを備える前記システムが説明される。
【００３４】
特定の構成において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火中は駆動モードで作動するように構成される。別の構成において、ジェネレータは、誘導結合プラズマの点火後に第１状態から第２状態に切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、回路は、誘導性装置の電圧及び／または電力を最大化する選択周波数を誘導性装置に対し提供するように構成された信号源を備える。特定の実施例において、信号源は、回路の第２状態時に無効化される。追加実施例において、回路は、誘導結合プラズマが点火された時を判断するように構成されたセンサを備える。いくつかの実施例において、ジェネレータは、プラズマが点火されたことをセンサが検出した後に、第１状態から第２状態に切り替わる。別の実施形態において、回路は、第１状態時に無効化され、第２状態時に有効化されるように構成されたフィードバック手段を備える。さらなる実施例において、フィードバック手段は、誘導性装置に電気的に接続された少なくとも１つのフィードバック装置を備える。特定の実施形態において、回路は、駆動モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成された駆動増幅器を介して誘導性装置に電気的に接続された信号源を備え、回路はさらに、誘導性装置に電気的に接続され、発振モード中に有効化されるように構成されたフィードバック装置と、回路及びフィードバック装置に電気的に接続され、ジェネレータの動作を駆動モードから発振モードに切り替えるように構成されたスイッチとを備える。いくつかの実施例において、フィードバック回路は、約３つのＲＦ周期内にインピーダンス整合を提供するように構成される。特定の実施形態において、ジェネレータは、駆動モード時に有効化され、発振モード時に無効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。いくつかの実施例において、ジェネレータは、駆動モード時に無効化され、発振モード時に有効化されるように構成された少なくとも１つのトランジスタを備える。別の実施形態において、回路は、駆動モードで作動中に誘導性装置に対し略一定周波数及び振幅を提供するように構成される。特定の実施例において、回路は、発振モードで作動中に変動周波数及び振幅を提供するように構成される。さらなる実施例において、システムは、誘導性装置に電気的に接続するように構成された検出器を備える。いくつかの実施形態において、回路は、プラズマの点火が検出器により検出された時、駆動モードから回路モードに切り替わるように構成される。別の実施形態において、システムは、検出器に電気的に接続された信号変換器を備える。別の実施形態において、ハイブリッドモード時には、それぞれのトランジスタが有効化される。いくつかの事例において、誘導性装置は、誘導コイルまたは平板電極を備える。
【００３５】
別の態様において、反応チャンバと、反応チャンバのある部分を収容するように構成された開口部を備える誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置を使用して収容された反応チャンバ部分に対し電力を供給するように構成された本明細書で説明される任意のジェネレータとを備える化学反応装置が提供される。
【００３６】
別の態様において、原子化チャンバと、原子化チャンバのある部分を収容するように構成された開口部を備える誘導性装置と、誘導性装置に電気的に接続され、誘導性装置を使用して収容された原子化チャンバ部分に対し電力を供給するように構成された本明細書で説明される任意のジェネレータと、原子化チャンバに流体連結され、原子化チャンバから原子化種を受け取り、受け取った原子化種を基質に供給するように構成されたノズルとを備える原料堆積装置が開示される。
【００３７】
追加態様において、トーチと、トーチの一部を収容するように構成された開口部を備える第１誘導性装置と、トーチの第２部分を収容するように構成された開口部を備える第２誘導性装置と、第１誘導性装置に電気的に接続された第１ジェネレータと第２誘導性装置に電気的に接続された第２ジェネレータであって、そのうちの少なくとも１つは本明細書で説明されるジェネレータのうちいずれか１つである前記第１ジェネレータ及び第２ジェネレータとを備えるシステムが提供される。
【００３８】
別の態様において、単一のジェネレータでプラズマを点火し維持する方法であって、駆動モードでジェネレータから誘導性装置に対し電力を供給してトーチ本体内のプラズマを点火することと、プラズマが点火された後の任意の時点で駆動モードから発振モードにジェネレータを切り替えることとを含む前記方法が説明される。
【００３９】
追加態様において、単一のジェネレータでプラズマを点火し維持する方法であって、駆動モード及び発振モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成されたジェネレータから誘導性装置に対し電力を供給してトーチ本体内のプラズマを点火することと、ジェネレータの駆動モードを使用してプラズマを維持することとを含む前記方法が説明される。
【００４０】
別の態様において、単一のジェネレータでプラズマを点火し維持する方法であって、駆動モード及び発振モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成されたジェネレータから誘導性装置に対し電力を供給してトーチ本体内のプラズマを点火することと、ジェネレータの発振モードを使用してプラズマを維持することとを含む前記方法が説明される。いくつかの事例において、ジェネレータから発振モードで電力が供給されることにより、プラズマは点火される。別の事例において、方法は、発振モードを使用してある期間プラズマが維持された後に、ジェネレータを駆動モードに切り替えることを含む。
【００４１】
追加態様において、誘導性装置を使用して維持される誘導結合プラズマシステムの品質を測定する方法であって、誘導性装置に電気的に接続されたジェネレータから誘導性装置に対し制御信号を提供することであって、ジェネレータは駆動モード及び発振モードで誘導性装置に対し電力を供給するように構成され、制御信号はジェネレータが駆動モードで作動している時に提供される、前記制御信号を提供することと、誘導結合プラズマシステムの状態を評価するために制御信号に対するシステム応答を監視することとを含む前記方法が説明される。
【００４２】
別の態様において、図５に示されるようなジェネレータ回路が提供される。
【００４３】
追加態様において、図５のジェネレータ回路において示されるような発振回路が開示される。
【００４４】
別の態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、図２Ａ〜２Ｃに示されるようなジェネレータ回路を使用して発振モードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が説明される。
【００４５】
別の態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、図２Ａ〜２Ｃに示されるようなジェネレータ回路を使用して駆動モードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が提供される。
【００４６】
追加態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、図２Ａ〜２Ｃに示されるようなジェネレータ回路を使用してハイブリッドモードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が開示される。
【００４７】
別の態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、任意の図５に示されるようなジェネレータ回路を使用して発振モードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が提供される。
【００４８】
追加態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、図５に示されるようなジェネレータ回路を使用して駆動モードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が開示される。
【００４９】
別の態様において、誘導結合プラズマを維持する方法であって、図５に示されるようなジェネレータ回路を使用してハイブリッドモードでトーチに対し電力を供給することを含む前記方法が説明される。
【００５０】
追加特徴、態様、実施例、構成、及び実施形態が、さらに詳しく後述される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
装置及びシステムの特定の実施形態が、以下の添付図面に関連して説明される。
【図１】特定の実施例によるジェネレータのブロック図である。
【図２Ａ】特定の実施例による、駆動モードで誘導性装置に電力を供給するのに好適な回路である。
【図２Ｂ】特定の実施例による、発振モードで誘導性装置に電力を供給するのに好適な回路である。
【図２Ｃ】特定の実施例による、ハイブリッドモードで誘導性装置に電力を供給するのに好適な別の回路である。
【図３Ａ】特定の構成による、図２Ａ〜２Ｃの回路において使用される代替構成の例示である。
【図３Ｂ】特定の構成による、図２Ａ〜２Ｃの回路において使用される代替構成の例示である。
【図４Ａ】特定の構成による、図２Ａ〜２Ｃの回路において使用される代替構成の追加例示である。
【図４Ｂ】特定の構成による、図２Ａ〜２Ｃの回路において使用される代替構成の追加例示である。
【図５】特定の構成による、駆動モード、発振モード、及びハイブリッドモードで誘導性装置に電力を供給する際使用される好適な例示的ジェネレータ回路の回路図面である。
【図６Ａ】特定の実施例による、誘導結合プラズマを維持するために使用され得るトーチ及び負荷コイル装置の例示である。
【図６Ｂ】特定の実施例による、誘導結合プラズマを維持するために使用され得るトーチ及び平板電極の例示である。
【図７】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの負荷コイルのブロック図である。
【図８】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの負荷コイルのブロック図である。
【図９】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの負荷コイルのブロック図である。
【図１０】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの平板電極のブロック図である。
【図１１】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの平板電極のブロック図である。
【図１２】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される２つの平板電極のブロック図である。
【図１３】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１４】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１５】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１６】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１７】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１８】特定の実施例による、２つのジェネレータにより別々に電力供給される負荷コイル及び１組の平板電極のブロック図である。
【図１９】特定の実施例による、１つのジェネレータにより電力供給される２つの誘導性装置のブロック図である。
【図２０】特定の実施例による、１つのジェネレータにより電力供給される２つの誘導性装置のブロック図である。
【図２１】特定の実施例による、１つのジェネレータにより電力供給される２つの誘導性装置のブロック図である。
【図２２】特定の実施例による、１つのジェネレータにより電力供給される２つの誘導性装置のブロック図である。
【図２３】特定の実施例による、発光システムのブロック図である。
【図２４】特定の実施例による、原子吸光システムのブロック図である。
【図２５】特定の実施例による、別の原子吸光システムのブロック図である。
【図２６】特定の実施例による、質量分析計のブロック図である。
【図２７】特定の実施例による、駆動モード及び発振モードでの作動に好適であり、駆動モードで作動するジェネレータの回路である。
【図２８】特定の実施例による、発振モードで作動する図２７の回路である。
【図２９】特定の実施例による、ジェネレータと質量分析計を使用して取得されたリチウム及びベリリウムのスペクトルを示す。
【図３０】特定の実施例による、ジェネレータと質量分析計を使用して取得されたマグネシウムのスペクトルを示す。
【図３１】特定の実施例による、ジェネレータと質量分析計を使用して取得されたインジウムのスペクトルを示す。
【図３２】特定の実施例による、ジェネレータと質量分析計を使用して取得されたウラン２３８のスペクトルを示す。
【図３３】特定の実施例による、ハイブリッドジェネレータ（駆動モード及び発振モード）と標準ＮｅｘＩＯＮ計器を使用して取得された結果を比較する表である。
【図３４】特定の実施例による、差動位相が不均衡であるインジウム、セリウム、酸化セリウム、及びウランの強度対時間のグラフである。
【図３５】特定の実施例による、標準ＮｅｘＩＯＮ計器と駆動モード及び発振モードの両モードのハイブリッドジェネレータを使用していくつかの要素の測定を示す表である。
【００５２】
本開示の恩恵により当業者は、システムの構成部品の特定の寸法または特徴は、より分かり易い図を提供するために別の非慣習的または非比例的な様式で拡大、歪曲、または表示され得たことを認識するであろう。さらに、本明細書におけるトーチ本体、プラズマ生成構成部品、及び他の構成部品の厳密な縦幅、横幅、幾何学的形状、開口部の大きさ等は、異なり得る。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本明細書において開示される技術の分かり易い説明を提供するために、特定の実施形態は、単数形及び複数形用語に関連して下記に説明される。これらの用語は、便宜のためにのみ使用され、本明細書において説明される装置、方法、システムを限定する意図はない。特定の実施例は、駆動モード及び発振モードという用語に関連して本明細書において説明される。駆動モード及び発振モードで使用される厳密なパラメータは異なり得るが、プラズマ生成用のＲＦジェネレータ周波数は、通常１０ＭＨｚから９０ＭＨｚであり、より詳しくは２０ＭＨｚと５０ＭＨｚの間であり、例えば約４０ＭＨｚである。ＲＦジェネレータの出力電力は、一般に約５００ワットから５０キロワットである。本明細書においてさらに詳しく説明されるように、誘導性装置に所望の電力を供給するために、フィードバックループは、駆動モードで作動中に無効化され、かつ電圧が選択され得る。発振モード時に、インピーダンスの急な変化を可能にするために、フィードバックループが有効化され得る。所望により、ジェネレータは完全に駆動モードで作動可能である。駆動モードでは、特定の適用において、発振モードと比べてより高い質量分析の感度が達成され得る。いくつかの実施形態において、駆動と発振のハイブリッドジェネレータは、ＩＣＰ−ＯＥＳ、またはＩＣＰ−ＭＳ、または本明細書で説明される他の同様の計器の一部であり得る。特定の実施形態において、例えばプラズマ生成を有効化または終了させる等、ジェネレータを制御するために、ジェネレータの動作はジェネレータ内に存在する、またはジェネレータに電気的に接続されたプロセッサまたはマスタコントローラにより制御され得る。本明細書において説明されるジェネレータでは２つのモードが可能であるが、所望によりジェネレータは、例えば駆動モードでのみ、または発振モードでのみといった単一モードでのみ作動可能である。
【００５４】
誘導結合プラズマを生成及び／または維持するためにジェネレータを使用する特定の実施形態も下記に説明される。しかしながら、容量結合プラズマ、炎、または例えば化学種の原子化及び／またはイオン化に使用され得る他の原子化／イオン化装置を発生させる、及び／または維持するのに、所望により同一のジェネレータが使用可能である。本明細書において説明される技術の様々な態様及び属性を例示するために、誘導結合プラズマを使用して特定の構成が下記に提供される。
【００５５】
特定の実施例において、イオンの堆積または他の用途を提供するために、本明細書で説明されるジェネレータは、高エネルギーのプラズマを維持し、化学分析用試料を原子化及び／またはイオン化するように使用され得る。プラズマを点火し維持するために、負荷コイル、平板電極、または他の好適な誘導性装置により、ＲＦジェネレータ（ＲＦＧ）からの一般に０．５キロワットから１００キロワットまでの範囲のＲＦ電力が、プラズマに対し誘導結合される。点火位相の間、及びプラズマが異なる化学試料の影響下にある時、プラズマは異なるＲＦインピーダンスを示す。最適電力転送を簡易化するために、ＲＦジェネレータは、変動するプラズマインピーダンスにインピーダンスを適合させるように構成され得る。
【００５６】
特定の実施形態において、既存のＲＦジェネレータは、発振方式（すなわちモード）または駆動方式（すなわちモード）の２つの方式のうち１つのみを使用して作動するように構成される。これらの方式にはそれぞれ、利点と弱点がある。発振方式において、ＲＦジェネレータは、電力発振回路である。発振周波数は、発振器の共振回路により特定される。多くの事例において、プラズマインピーダンス及び誘導性装置は共振器及びフィードバック経路の一部であるため、発振周波数は変動するプラズマインピーダンスに適合するように迅速に変更可能である。当属性は、高いスループット率で異なる未知の試料の分析を簡易化する。プラズマ点火中に発振方式が実施されると、誘導性装置のＲＦインピーダンスにより、プラズマ生成のない状態からプラズマ生成に成功した状態に急に大幅に変化し得る。点火前は、誘導性装置はインダクタとして作動するため、当インダクタに供給される全てのＲＦ電力は実質的に無効電力である（すなわち有効電力ではない）。プラズマ点火が成功した後に、誘導性装置は有効電力をプラズマに誘導結合する。誘導性装置から得られる、電力トランジスタを駆動させるための発振器のフィードバック信号も急に変化する。その結果、プラズマ点火中にフィードバック信号は不十分に制御されるため、プラズマ点火のために発振方式が実施される時、電力エレクトロニクスに損害を与える実質的リスクがある。前述の周波数範囲におけるＲＦ発電に最も一般的に使用されるシリコン電力トランジスタの耐圧は、ゲート（入力）で約−６ボルトから＋１２ボルト、ドレイン耐圧で約＋１５０ボルトである。旧来のより遅いシリコントランジスタのゲート耐圧限度は、−４０ボルトから＋４０ボルトであり得る。半導体技術における進歩は多くの場合、素子耐圧下限を犠牲にしてトランジスタ速度（例えばユニティゲイン周波数Ｆｔ、または最大発振周波数Ｆｍａｘ）を上げるようなデバイススケーリング（例えばゲート長を短くする）により達成されているため、エレクトロニクスにおいて損害防止を施すことが特に望ましい。基本周波数を超える高調波の有能電力利得は、信号波形及び電流導通角を最適化するのに使用され得るため、トランジスタ速度の向上は、高効率電力増幅器（例えばクラスＣ、クラスＤ、クラスＥ、クラスＦ等）の設計を簡易化する。これらの高速かつ低耐圧の装置の実装の利点は、点火中にはフィードバック信号の制御が不十分になるという弱点と、比較検討され得る。フィードバック信号振幅の急な増加は、無制御のポジティブフィードバックループを急速に強化し得るため、ジェネレータのトランジスタは破壊される。プラズマ点火時の発振器における高周波、高電力、及び本質的な不安定性のため、過大信号を抑制または制御することが難しくあり得る。トランジスタを保護するためにフィードバック信号を抑制し過ぎると、プラズマが点火し損ね得る。さらに、発振器設計において、より高いＲＦスプリアス信号及びより高い位相雑音が現れ得る。このような欠点は、機器の感度を落とし得る。これらの課題を克服するため、発振方式のみを実施するように構成されたジェネレータは一般に、回路部品への潜在的損害を回避するように、より高価な、及び／またはより低速で低効率な高耐圧トランジスタを備える。
【００５７】
駆動方式（すなわちモード）のみを実施するように構成されたジェネレータは一般に、例えば調整可能もしくは固定（しかし異なり得る）である所定もしくは事前選択の周波数といった、制御された周波数及び振幅で作動する安定したＲＦ源を使用する。信号源の典型的な実施例は、高品質の水晶ＲＬＣ／ＲＣ共振子を備える、例えば１０ワット未満の小さい信号のＲＦ合成器または電圧制御発振器（ＶＣＯ）である。ＲＦ電力増幅器は、プラズマ生成のために、小さい制御ＲＦ信号を高電力レベルに拡大する。駆動方式は、トランジスタの故障を回避するために制御周波数及び信号振幅が選択され得るため、プラズマ点火に関して有利である。さらに多くの事例において、駆動方式は、例えばＲＦスプリアス信号の少ない、所望の信号周波数の強い信号音を有する信号スペクトルといった、スペクトル純度のより高いＲＦ信号を作り出し得る。いくつかの構成において、より高い質量分析の感度を達成するには、発振モードのＲＦジェネレータより駆動モードのＲＦジェネレータの方が使用し易い。しかしながら、駆動方式を実施するように構成されたジェネレータにおけるインピーダンス整合は多くの場合、発振方式を実施するジェネレータと比べて非常に遅い。駆動式ＲＦジェネレータは、ＲＦインピーダンス変化を監視することで制御周波数（もしくは位相）及び／または振幅を調整するため、一般に位相ロックループ（ＰＬＬ）によりＲＦ源の周波数または位相を調整するフィードバック（またはエラー）信号が生成され得る。発振方式において当変更は多くの場合、２、３個のＲＦ周期内で行われるが、駆動方式における当変更は、数十〜数千個のＲＦ周期の速度で行われ、すなわち発振方式と比べて少なくとも十〜千倍遅く行われる。その結果、高スループットの質量分析用に駆動式ＲＦジェネレータを設計することはより困難である。駆動方式で使用されるＲＦ電力増幅器は多くの場合、標準５０オームまたは７５オーム負荷を駆動するように設計される。５０オーム（または７５オーム）負荷とトランジスタの間の追加インピーダンス整合は、さらに設計を複雑化し、構成部品の数と機器の設置面積を増加させ、不要な電力損失を起こし得る。
【００５８】
本明細書に説明されるジェネレータの特定の構成において、ジェネレータは、駆動モード及び発振モードでの作動を可能にする好適な構成部品を備え得る。異なる期間にプラズマに対し最適な電力を供給するために、ジェネレータは、プラズマ動作の異なる期間中に２つのモードで切り替わり得る（所望により）。例えば、トランジスタの故障を回避するために、プラズマ点火中にジェネレータは、周波数及び信号振幅のより良好な制御を提供するよう駆動モードで作動し得る。プラズマ点火後、所望によりジェネレータは駆動モードで作動し続けることが可能である、または試料導入中に起こり得るプラズマの変化に対するより迅速なインピーダンス整合を可能にするために発振モードに切り替わり得る。単一のジェネレータを使用して駆動モード及び発振モードの両方を実施する機能により、より安価で、及び／またはより高速で高効率な低耐圧トランジスタの使用が可能になる。様々な実施形態がプラズマを点火するためにハイブリッドジェネレータを駆動モードで使用するように本明細書において説明されるが、所望により、ジェネレータはプラズマ点火中及び／またはプラズマ点火後に発振モードで作動可能である。
【００５９】
特定の実施例において、本明細書に説明されるジェネレータは、駆動モード及び発振モード両方での作動を可能にし、２つのモードを迅速に切り替えることを可能にする好適な構成部品及び回路を備え得る。例えば、ジェネレータは、電力トランジスタと、駆動増幅器と、例えばＲＦスイッチといった様々なスイッチと、インピーダンス整合ネットワークとを備え得る。誘導性装置の出力から得られるフィードバック信号は、スイッチ（または可変利得回路）により電力トランジスタを駆動させるのに使用され得る。フィードバック信号は、調整可能な利得回路素子（例えば単段トランジスタ、多段増幅器、可変利得増幅器、可変デジタル／アナログ減衰器、可変コンデンサ、または他の調整可能な結合装置等）と共に一般に実装されるスイッチにより、有効化、無効化、または振幅調整され得る。スイッチまたは「切替」回路の飽和出力電力は、フィードバック信号の物理的電力を制限または制御するために選択され得る。例えば、単段トランジスタがスイッチとして使用される場合、例えばＶＤＤ電源といった電力供給は低減され得るため、スイッチの飽和（最大）出力電力は常に電力トランジスタが許容する最大入力電力より小さい。当構成においてトランジスタは、発振モードで作動中に保護される。さらに、電力トランジスタを駆動するために、ＲＦ駆動増幅器は、ＲＦ源を増幅するのに使用され得る。これらの構成部品が一緒に実装されると、ＲＦジェネレータは、駆動モード、発振モード、及び駆動モードと発振モードの両方の特性を有したハイブリッドモードであって、駆動モードから発振モードへの移行時、またはその逆の移行時に現れる注入同期モードで、作動可能である。特定の実施形態において、駆動モードが実施される時、フィードバック信号はスイッチにより無効化され、ＲＦ駆動増幅器は有効化される。駆動モードから発振モードに切り替えるために、フィードバック信号スイッチは有効化され、ＲＦ駆動増幅器は無効化される。ＲＦジェネレータはまた、例えばフィードバック信号とＲＦ駆動増幅器の両方が有効化された時、注入同期モードになり得る。当事例において、ＲＦジェネレータは、発振モードで作動しているが、動作周波数は駆動モードのＲＦ源周波数にロックされる。単一のジェネレータを使用して様々なモードに切り替える機能により、点火中に駆動モードでトランジスタの故障を最小化することと、試料導入及び／または分析中に発振モードでインピーダンスを迅速に変更可能であることと、そしてトランジスタの故障の可能性を低減すると同時により安価で速いトランジスタを使用可能であることとを含むがこれに限定されない望ましい属性が提供される。所望により、ジェネレータは、駆動モードと発振モードを迅速に切り替えられ、そしてプラズマを維持するために、ほぼ連続的な注入同期モードを使用して駆動モードに戻り得る。
【００６０】
特定の実施例において、図１を参照すると、ジェネレータの概略ブロック図が示される。ジェネレータ１００は、ジェネレータ１００が駆動モードで作動中に有効化されるように構成された駆動回路１１０を備える。本明細書において説明されるように、駆動回路１１０は、負荷コイル１３０に電気的に接続されているように示されているが、負荷コイル１３０は、例えば平板電極を含む他の誘導性装置に置換えられ得る。ジェネレータ１００はまた、負荷コイル１３０に電気的に接続された発振回路１２０を備える。回路１１０、１２０はそれぞれ電源（図示せず）に電気的に接続される。駆動回路１１０及び発振回路１２０はそれぞれ、選択された期間において異なる回路１１０、１２０の動作を許可するコントローラまたはプロセッサ１４０に電気的に接続され得る。ジェネレータ１００の作動の１つの方法において、プラズマは、負荷コイル１３０に取り巻かれたトーチ本体１３５にガスを導入することにより点火される。制御された駆動ＲＦ信号を駆動モードでプラズマに提供するように駆動回路１１０を有効化することで、プラズマはスパークまたはアークにより点火され維持され得る。プラズマインピーダンスが安定すると（または所望時間もしくは選択時間経過後）、ジェネレータは駆動モードから発振モードに切り替わり得る。切り替え工程中、駆動回路１１０及び発振回路１２０の両方がある期間有効化され得る、すなわち注入同期モードが提供される。ジェネレータ１００を発振モードに切り替えるために、発振回路１２０は有効化された状態が維持される一方、駆動回路１１０は無効化され得る。そして試料がプラズマに導入され、プラズマが試料／溶媒で充填された状態になると、発振モードによりインピーダンスの急な調整が可能になる。所望により、及び特定の試料に関して、ジェネレータ１００は分析のために駆動モードに切り戻され得る。本明細書において説明されるように、特定の分析に関して駆動モードは、発振モードと比べてより高い感度を提供し得る。例示のため図１において回路１１０、１２０は別個の回路として示されているが、さらに詳しく後記されるように、駆動回路１１０及び発振回路１２０の構成部品は組み合わせられ得る。
【００６１】
特定の実施形態において、図２Ａを参照すると、駆動モード及び発振モードを実施するのに好適な回路の特定の能動部品の回路図面が示される。図２Ａに示される回路図面において、回路が駆動モードで作動することを可能にするように様々な構成部品が能動的である。回路２００は、１対の増幅器２１２、２１４に電気的に接続された、例えば周波数合成器または本明細書において説明される他の好適な構成部品といった信号源２１０を備える。増幅器２１２、２１４は、別の組の増幅器２２２、２２４にそれぞれ電気的に接続され、かつコンデンサ２３２、２３４を介して負荷コイル２６０にそれぞれ電気的に接続される。例えば抵抗器、増幅器等、追加構成部品も存在し得るが、当例示を簡潔にするため図示されない。ジェネレータを駆動モードで使用する時、フィードバックループ（例えば下記図２Ｂ参照）は無効化され、負荷コイルに供給される電力は、トランジスタが故障する閾値未満であるように選択される。負荷コイル２６０に提供される周波数は走査され、例えば所望によりコイル電圧を最大化し得る周波数といったプラズマ点火を成功可能な周波数に調整される。信号変換器２８２、２８４を介してプロセッサ２８０に電気的に接続された検出器２７０は、プラズマを監視するのに使用され得る。例えば検出器２７０は、負荷コイル２６０に提供されるＲＦ信号を監視するのに使用され得るＲＦ検出器として構成され得る。別の構成において、検出器２７０は、例えばプラズマが一旦点火されるとプラズマからの発光を受け得る光センサ、ファイバ光学センサ、または他の装置といった光検出器として構成され得る。いくつかの実施形態において、検出器２７０は省略され、特定の負荷コイル（または他の誘導性装置）に対する電力レベルは固定され、トランジスタの故障を回避するレベルに設定され得る。増幅器２５２、２５４は、駆動モードでは無効化される。作動時に、トーチ本体（図示せず）のある部分を取り巻く負荷コイル２６０に対し決定された電力レベルが供給され、そして電力が投入されている間に、トーチ本体に供給されたプラズマガスが点火される。負荷コイル２６０からのＲＦ電力の連続的な投入により、プラズマは生成され維持される。特定の実施形態において、ジェネレータは駆動モードで作動し続け、そして試料がプラズマに導入され得る。試料導入中、試料は一般に、溶媒等のキャリアと共にプラズマの中へ散布または噴霧される。プラズマは、試料を脱溶媒し、プラズマ内の化学種の原子化及び／またはイオン化を行うことが可能である。
【００６２】
特定の実施例において、一旦プラズマが点火され安定すると、発振回路を有効化し駆動回路を無効化して、発振モードに切り替えることが望ましくあり得る。本明細書に記載されるように、インピーダンス整合及びトーチ内のより安定したプラズマを提供するために、発振モードは、回路のインピーダンスを迅速に調整するのに使用され得るフィードバックを提供する。発振モードを実施するのに好適な回路の特定の能動部品の回路図面が、図２Ｂに示される。同様の参照番号を有する図２Ｂの構成部品は、図２Ａの構成部品と同じである。駆動モードから発振モードに切り替えるために、コンデンサ２４２、２４４を介して負荷コイル２６０に電気的に接続された増幅器２５２、２５４は、フィードバックを提供するように有効化される。ある期間、増幅器２１２、２１４、２５２、２５４及び周波数合成器２１０は全て有効化され、この状態は本明細書の特定の事例において注入同期モードまたはハイブリッドモードと称される（図２Ｃ及び下記参照）。そしてジェネレータを駆動モードから発振モードに切り替えるために、増幅器２１２、２１４及び周波数合成器２１０（図２Ａ参照）は終了される。一旦発振モードになると、試料はプラズマに導入され得る。試料導入中、発振モードは、駆動モードよりも望ましい属性を提供し得る。試料が導入されると、溶媒によりプラズマが冷却され、プラズマインピーダンスが急速に変更され得る。プラズマの鎮火を回避するために、インピーダンスを速く調整することが望ましい。増幅器２５２、２５４が提供するフィードバックによりインピーダンスの迅速な調整が可能になり、試料が導入、脱溶媒、原子化／イオン化された時から存在する異なる条件下でプラズマが維持される。説明されていないが、本明細書において説明される発振モードを使用してプラズマを点火することは可能である。例えば、プラズマが鎮火した場合、回路を駆動モードに切り戻すことなくプラズマは再点火され得る（しかしプラズマを点火するために所望により回路は駆動モードに切り戻され得る）。
【００６３】
特定の構成において、駆動モードから発振モードに移行中、両モードの構成部品は、ハイブリッドモードを提供するためにある期間有効化され得る。図２Ｃを参照すると、フィードバックループは有効化され、同時に駆動モードの構成部品も有効化される。特に、ハイブリッドモード時に、増幅器２１２、２１４、２２２、２２４、２５２、２５４は全て有効化される。このように、誘導性装置２６０に供給される電力は、駆動モードと発振モードの組合せ、すなわちハイブリッドである。当ハイブリッドモードは、駆動モードから発振モードへの移行時、または発振モード時、または駆動モード時に起こり得る、あるいは別の構成において、特定の分析または試験にはジェネレータをハイブリッドモードで作動させることが望ましくあり得る。例えば、ハイブリッドモードはプラズマの安定性を高めるために、プラズマ位相雑音を低減し得る。任意の１つの特定の理論に束縛されるものではないが、ハイブリッドモード時にプラズマジェネレータは発振モードであるが、周波数はプラズマインピーダンスに依存した自走周波数ではもうない。代わりに発振器は、制御周波数で発振器に注入された比較的小さい信号に従う。その結果、プラズマ周波数の位相雑音は低くなり、そしてプラズマ周波数はコントローラまたはプロセッサにより所望通りに制御及び最適化され得る（所望により）。制御周波数の注入信号は小信号にすぎないため、プラズマ振幅は一般に発振器のポジティブフィードバック経路に尚も依存する。例えば、メタノールがプラズマに投入された場合、プラズマインピーダンスは変化する。メタノールはプラズマから大量のエネルギーを吸収するため、プラズマは薄暗く見える。このような理由で、負荷コイルに対するプラズマが少ないため、プラズマ負荷コイル電圧が上げられる。この結果、より大きなフィードバック信号が提供され、これにより発振モードの駆動増幅器はより堅固にプラズマを維持するように駆動される。その結果、ハイブリッドモード時に、プラズマエネルギーは、溶媒と高マトリックスを有する異なる試料に対し尚もすばやく反応し得るが、周波数はコントローラ内の最適化アルゴリズムにより制御可能であり、かつ試料に影響されない。
【００６４】
特定の実施形態において、ジェネレータを駆動モードから発振モードに切り替えること、またはジェネレータがハイブリッドモードで作動することを可能にするために、増幅器２１２、２１４は別の構成部品に置換えられ得る。図３Ａを参照すると、例えばＲＦ源、ＶＣＯ、位相ロックループ、または他の構成部品といった切替済信号源３１０は、駆動増幅器３２０に電気的に接続され得る。切替済信号源３１０は、例えばジェネレータの駆動モードを使用して電力を供給するために起動され、あるいはジェネレータから駆動回路を切断するために終了され得る。例えばＲＦ信号源、ＶＣＯ等の信号源３５０がスイッチ３６０に電気的に接続された代替実施形態が、図３Ｂにおいて示される。ジェネレータが起動している時、信号源３５０は連続的にオン状態で作動し、そしてスイッチ３６０の状態によって、スイッチ３６０は、信号源３５０をジェネレータ内の他の構成部品に電気的に接続し得る、またはジェネレータ内の他の構成部品への信号源３５０の電気的接続を切断し得る。追加構成において（図４Ａ参照）、信号源４１０は電圧制御発振器４２０に電気的に接続され、システムの他の構成部品に信号を提供する（または提供しない）。例えば、ＶＣＯに印加される電圧により、測定可能信号がジェネレータの他の構成部品に対し提供され得る、または提供され得ない。所望により、増幅器は完全に省略され、その代りに切替可能信号源４５０（図４Ｂ参照）が使用可能である。信号源４５０は高電力信号源であり得るため、信号増幅器は不要である。本開示の恩恵により当業者は、信号源が誘導性装置に電気的に接続された追加構成を容易に選択するであろう。
【００６５】
特定の実施例において、ジェネレータの特定の構成部品の概略回路図面が図５において示される。誘導コイルはインダクタＬ２により表される。第１フィードバック経路には、コンデンサＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ９、抵抗器Ｒ９、コンデンサＣ１１、抵抗器Ｒ３、コンデンサＣ８、及びローパスフィルタＬ１０が含まれる。第２フィードバック経路には、コンデンサＣ２６、Ｃ２７、Ｃ２８、Ｃ３０、抵抗器Ｒ１０、コンデンサＣ３１、抵抗器Ｒ６、コンデンサＣ２９、及びローパスフィルタＬ２０が含まれる。フィードバック経路は、誘導性装置（Ｌ２）電圧（すなわちジェネレータ出力）を、発振モードの駆動増幅器Ｍ４、Ｍ６の入力コンデンサＣ２５、Ｃ４６に戻すように接続する。コンデンサＣ１１、Ｃ８、Ｃ３１、Ｃ２９は、例えば固定値セラミックコンデンサと電子的同調可能バラクタダイオードの組合せであり得る。発振モードの自走周波数はまた、プロセッサまたはコントローラ（図示せず）により調整可能である。インピーダンス整合のために、コンデンサＣ１、Ｃ３が存在する。トランジスタＭ１、Ｍ２（及びＭ５、Ｍ７）はそれぞれ、例えばパワー電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）もしくはＬＤＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ダーリントンペア、または他の市販のトランジスタもしくはトランジスタを含む構成部品といった、単一集積回路パッケージ内に存在し得る。Ｍ１＋Ｍ２、Ｍ５＋Ｍ７は、誘導性装置Ｌ２に対しＲＦ電力を生成する主要１キロワットパワーＭＯＳＦＥＴである。Ｍ３、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８は、例えば２５ワット（１キロワットよりも低い電力）パワーＦＥＴであり得る。Ｍ３、Ｍ８は、駆動モードの駆動増幅器であり、Ｍ４、Ｍ６は発振モードの駆動増幅器である。図５の回路を駆動モードで使用する際、Ｍ３、Ｍ８のゲートバイアスを作動させるためにＤＣ電圧源Ｖ８は起動され（例えば２．７ボルトで）、そしてＭ４、Ｍ６を無効化するためにＤＣ電圧Ｖ７は０ボルトに設定される。発振モード時に、Ｍ４、Ｍ６のゲートバイアスを作動させるためにＤＣ電圧源Ｖ７は起動され（例えば２．７ボルトで）、そしてＭ３、Ｍ８を無効化するためにＤＣ電圧Ｖ８は０ボルトに設定される。ハイブリッドモードでは、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８のゲートバイアスを作動させるために、電圧源Ｖ７、Ｖ８にＤＣ電圧が設定される（例えば２．７ボルトに）。パワーＦＥＴであるＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ７のゲートバイアスを作動させるために、Ｖ５、Ｖ６はＤＣ電圧源である（駆動、発振、注入同期モードに関係なく）。Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８は、プロセッサまたはコントローラ（図示せず）に制御されるＡＤＣ（アナログデジタル変換器）により生成される。Ｔ１、Ｔ２は、フェライトコア巻数比３対１の降圧変圧器であり得る。Ｃ１３、Ｃ３２は、変圧器Ｔ１、Ｔ２の周波数応答を同調するためのコンデンサであり得る。所望によりＴ１、Ｔ２、Ｃ１３、Ｃ３２は省略可能である。Ｃ２、Ｃ４は高電圧高電力コンデンサである。Ｌ３、Ｌ５、Ｌ１５、Ｌ１３、Ｌ９、Ｌ１９は、パワーＭＯＳＦＥＴのＶＤＤ供給に対するＲＦチョークであり得る。Ｌ１４、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、パワーＭＯＳＦＥＴのゲート（ＶＧＧ）供給に対するＲＦチョークであり得る。Ｍ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ７に対するゲート保護ダイオードは示されていないが、所望により設置可能である。Ｖ１、Ｖ３は、１キロワットパワーＦＥＴのＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ７に対するＶＤＤ‐ＤＣ供給である。Ｖ２は、駆動モード及び発振モードの駆動増幅器Ｍ３、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８に対するＶＤＤ‐ＤＣ供給である。図５に示される構成部品は例示目的のために提供されるが、省略、または他の構成部品を回路内に代わりに用いることが可能であり、さらに駆動モード、発振モード、及びハイブリッドモードで作動できる使用可能なジェネレータを提供可能である。さらに、ジェネレータを駆動モード、発振モード、及びハイブリッドモードで作動させるために、例えば１つまたは２つのトランジスタといった、より少ないトランジスタを備える好適な回路が提供され得る。
【００６６】
特定の実施例において、本明細書で説明されるジェネレータと共に使用するのに好適な誘導性装置は異なり得る。いくつかの実施形態において、誘導性装置は、例えば３〜１０回といった選択巻数巻かれたワイヤを含む負荷コイルを備え得る。コイル状ワイヤは、プラズマを維持するために、トーチにＲＦエネルギーを供給する。例えば、図６Ａを参照すると、トーチ５１４と負荷コイル５１２は、本明細書において説明されるジェネレータのうちの１つに電気的に接続するように示され、例えば負荷コイル５１２は図５の回路図面においてＬ２である。トーチ５１４は、３つの概同心管５１４、５５０、５４８を含む。最内管５４８は、プラズマ５１６に試料の原子化流５４６を供給する。中央管５５０は、プラズマ５１６に補助ガス流５４４を供給する。最外管５１４は、プラズマを維持するためのキャリアガス流５２８を供給する。キャリアガス流５２８は、中央管５５０の近くを層流でプラズマ５１６へ注がれ得る。補助ガス流５４４は中央管５５０内を通ってプラズマ５１６に注がれ、そして試料流５４６は、噴霧チャンバ（図示せず）または他の試料導入装置から最内管５４８を通ってプラズマ５１６に注がれ得る。ジェネレータから負荷コイル５１２に供給されるＲＦ電流は、負荷コイル５１２内に磁場を形成し、その中にプラズマ５１６を閉じ込め得る。トーチ５１４から出るプラズマ尾部５９８が示される。特定の実施例において、プラズマ５１６は、予熱帯５９０と、誘導帯５９２と、初期放射帯５９４と、分析帯５９６と、プラズマ尾部５９８とを備える。負荷コイル５１２の作動時に、プラズマガスがトーチ５１２に導入され、点火され得る。点火中にプラズマ５１６を維持するために、負荷コイル５１２に電気的に接続されたジェネレータからのＲＦ電力は、駆動モードで供給され得る。典型的なプラズマにおいて、アルゴンガスが毎分約１５〜２０リットルの流速でトーチに導入され得る。アルゴンガスを点火するために、スパークまたはアークを使用してプラズマ５１６が生成され得る。誘導コイル５１２からのトロイダル磁場は、アルゴン原子とイオンを衝突させ、これによりプラズマ５１６を形成する、例えば約５,０００〜１０,０００Ｋ以上の加熱環境が生み出される。一旦プラズマ５１６が安定化すると、管５４６を通した試料導入中にプラズマ５１６のインピーダンスが変化するのに応じて迅速なインピーダンス調整を可能にするために、ジェネレータは駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。所望により、特定の試料の分析のために、ジェネレータは駆動モードに、またはハイブリッドモードに切り戻され得る。図６Ａにおいて負荷コイル５１２は約３巻き有しているように示されるが、当業者は本開示の恩恵により、３巻きよりも少ないまたは多い巻数を負荷コイル５１２が有し得ることを認識するであろう。
【００６７】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の平板電極は、本明細書で説明されるジェネレータに電気的に接続され得る。特定の実施例において、平板電極の平面性質により、トーチ本体の長手方向軸に対し略垂直のループ電流がトーチ本体内に生成される。所望により、３つ以上の平板電極が存在する場合、平板電極はお互いに対称的に離間され得る、または平板電極はお互いに非対称的に離間され得る。図６Ｂにおいて、ジェネレータが駆動モード及び発振モード時に平板電極が動作可能なように、ジェネレータに電気的に接続され得る２つの平板電極が例示される。電極６５２は、お互いから長さ”Ｌ”離れた位置に配置された２つの略並行平板６５２ａ、６５２ｂを備える。並行平板６５２ａ、６５２ｂはそれぞれ開口部６５４を備える。開口部６５４を通してトーチ５１４は配置され、これによりトーチ５１４と、最内管５４８と、中央管５５０と、開口部６５４とは、長手方向軸６２６に沿って整列し、これはトーチ５１４の長手方向軸に対し略並行である。開口部の厳密な寸法と形状は異なり、トーチを受け入れ可能な任意の好適な寸法及び形状であり得る。例えば、開口部６５４は、一般に円形であり得る、または正方形もしくは長方形であり得る、または他の形状、例えば三角形、楕円、卵型、もしくは他の好適な幾何学的形状であり得る。特定の実施例において、開口部は、トーチ５１４の外径より０〜５０％、一般に約３％大きいサイズに作られ得るが、別の実施例において、トーチ５１４は、平板６５２ａ、６５２ｂに接触し、例えばトーチのある部分は、実質的な動作上の問題なく、平板の表面に接触し得る。電極５５２の開口部６５４はスロット５６４も含み得るため、開口部５５４はその周囲と連通する。平板６５２ａ、６５２ｂの使用時、本明細書において説明されるジェネレータは、平板６５２ａ、６５２ｂに電気的に接続される。開口部６５４を通してトロイダル磁場を生成する平面ループ電流を供給するために、駆動モード、発振モード、または注入同期モード時に、平板６５２ａ、６５２ｂに対しＲＦ電流が供給される。プラズマを点火するために、ジェネレータは、駆動モードに設定されることが望ましく（しかし発振モードまたはハイブリッドモードも同様にプラズマを点火するのに使用可能である）、トーチ５１４の長手方向軸に略垂直である放射面に対し略並行である平面電流ループを生成するＲＦ電流を供給する。プラズマ５１６の点火後、トーチ５１４へ試料を導入する前に、ジェネレータは駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。所望により、特定の試料の分析のために、ジェネレータは駆動モードまたはハイブリッドモードに切り戻され得る。図６Ｂにおいて２つの平板電極６５２ａ、６５２ｂが示されるが、単一の平板電極が使用可能である、または３つの平板電極が使用可能である、または４つ以上の平板電極が使用可能である。さらに詳しく下記において論述されるように、各平板は所望により、同一のジェネレータに電気的に接続され得る、または異なるジェネレータに電気的に接続され得る。
【００６８】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるジェネレータは、同じであり得るまたは異なり得る別のジェネレータと組み合わせて使用され得る。例示を容易にするために、いくつかの構成のブロック図が本明細書に含まれる。用語「単一モードジェネレータ」は、駆動モードまたは発振モードで作動可能であるが、一般にモードを切り替えられないジェネレータを指す。図７を参照すると、負荷コイル７３０、７４０にそれぞれ接続された、本明細書において説明されるハイブリッドジェネレータ７１０と、単一モードジェネレータ７２０とを備えるシステム７００が示される。トーチ７５０は、負荷コイル７３０、７４０それぞれの開口部に配置される。システム７００の作動時に、ジェネレータ７１０は、コイル７３０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管７５０の左側から入り、軸方向にまずコイル７３０に到達する。ジェネレータ７２０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ７５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ７１０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ７２０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ７１０、７２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ７１０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ７２０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ７２０は、ジェネレータ７１０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ７１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ７２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。別の実施形態において、ジェネレータ７１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ７２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。追加実施形態において、ジェネレータ７１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ７２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。特定の実施形態において、ジェネレータ７１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ７２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。所望により、負荷コイル７３０、７４０のコイル数は異なり得る、または同一であり得る。
【００６９】
特定の実施例において、本明細書で説明される例えば駆動モード、発振モード、及び／またはハイブリッドモードで作動可能であるハイブリッドジェネレータの上流に単一モードジェネレータが配置される別のシステムが、図８において示される。システム８００は、負荷コイル８３０、８４０にそれぞれ接続された、単一モードジェネレータ８１０と、ハイブリッドジェネレータ８２０とを備える。トーチ８５０は、負荷コイル８３０、８４０それぞれの開口部に配置される。システム８００の作動時に、ジェネレータ８２０は、コイル８４０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管８５０の左側から入り、軸方向にまずコイル８３０に到達する。ジェネレータ８１０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ８５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ８２０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ８１０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ８１０、８２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ８２０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ８１０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ８１０は、ジェネレータ８２０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ８１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ８２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。特定の実施形態において、ジェネレータ８１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ８２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。別の実施形態において、ジェネレータ８１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ８２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。追加実施形態において、ジェネレータ８１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ８２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。所望により、負荷コイル８３０、８４０のコイル数は異なり得る、または同一であり得る。
【００７０】
特定の実施例において、本明細書で説明される２つのハイブリッドジェネレータが存在する別のシステムが、図９において示される。システム９００は、負荷コイル９３０、９４０にそれぞれ接続された、第１ハイブリッドジェネレータ９１０と、第２ハイブリッドジェネレータ９２０とを備える。トーチ９５０は、負荷コイル９３０、９４０それぞれの開口部に配置される。システム９００の作動時に、各ジェネレータ９１０、９２０は、コイル９３０、９４０に対しそれぞれ、駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管９５０の左側から入り、軸方向にまずコイル９３０に到達する。いくつかの実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ９１０、９２０はそれぞれ駆動モードで作動する。別の実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ９１０、９２０のうち１つのジェネレータのみが駆動モードで作動し、そしてもう１つのジェネレータは終了され得る、または発振モードで作動し得る。プラズマ点火後、ジェネレータ９１０、９２０のうちの１つまたは両方のジェネレータは、駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。例えば、ジェネレータ９１０は駆動モードで作動し続け、そしてジェネレータ９２０は発振モードに切り替えられ得る。異なる構成において、ジェネレータ９１０は発振モードに切り替えられ、そしてジェネレータ９２０は駆動モードで作動し続ける。別の構成において、ジェネレータ９１０、９２０はそれぞれ発振モードに切り替えられるが、これらは同時に切り替えられ得る、またはジェネレータ９１０が最初に発振モードに切り替えられて、その後にジェネレータ９２０が発振モードに切り替えられ得る（またはその逆順）。
【００７１】
２つ以上のジェネレータが存在する特定の実施形態において、各ジェネレータは単独に、１つ、２つ、３つ以上の平板電極に電気的に接続され得る。便宜上、２つの平板電極を使用した例示が図１０〜１２に示される。図１０を参照すると、１対の平板電極１０３０、１０４０にそれぞれ接続された、本明細書において説明されるハイブリッドジェネレータ１０１０と、単一モードジェネレータ１０２０とを備えるシステム１０００が示される。平板電極１０３０、１０４０は、それぞれの取付板１０３５、１０４５に結合されているのが示される。トーチ１０５０は、平板１０３０、１０４０それぞれの開口部に配置される。システム１０００の作動時に、ジェネレータ１０１０は、平板１０３０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１０５０の左側から入り、軸方向にまず平板１０３０に到達する。ジェネレータ１０２０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１０５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１０１０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１０２０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１０１０、１０２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１０１０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１０２０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１０２０は、ジェネレータ１０１０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１０１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１０２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。別の実施形態において、ジェネレータ１０１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１０２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。追加実施形態において、ジェネレータ１０１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１０２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１０１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１０２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。
【００７２】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータの上流に単一モードジェネレータが配置される別のシステムが、図１１において示される。システム１１００は、１対の平板電極１１３０、１１４０にそれぞれ接続された、単一モードジェネレータ１１１０と、ハイブリッドジェネレータ１１２０とを備える。平板電極１１３０、１１４０は、取付板１１３５、１１４５にそれぞれ結合されているのが示される。トーチ１１５０は、平板電極１１３０、１１４０それぞれの開口部に配置される。システム１１００の作動時に、ジェネレータ１１２０は、平板１１４０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１１５０の左側から入り、軸方向にまず平板１１３０に到達する。ジェネレータ１１１０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１１５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１１２０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１１１０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１１１０、１１２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１１２０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１１１０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１１１０は、ジェネレータ１１２０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１１１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１１２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１１１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１１２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。別の実施形態において、ジェネレータ１１１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１１２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。追加実施形態において、ジェネレータ１１１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１１２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。
【００７３】
特定の実施例において、本明細書で説明される２つのハイブリッドジェネレータが存在する別のシステムが、図１２において示される。システム１２００は、１対の平板電極１２３０、１２４０にそれぞれ接続された、第１ハイブリッドジェネレータ１２１０と、第２ハイブリッドジェネレータ１２２０とを備える。平板電極１２３０、１２４０は、それぞれの取付板１２３５、１２４５に結合されているのが示される。トーチ１２５０は、平板電極１２３０、１２４０それぞれの開口部に配置される。システム１２００の作動時に、各ジェネレータ１２１０、１２２０は、平板１２３０、１２４０に対しそれぞれ、駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、トーチ１２５０の左側から入り、軸方向にまずコイル１２３０に到達する。いくつかの実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１２１０、１２２０はそれぞれ駆動モードで作動する。別の実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１２１０、１２２０のうち１つのジェネレータのみが駆動モードで作動し、そしてもう１つのジェネレータは終了され得る、または発振モードで作動し得る。プラズマ点火後、ジェネレータ１２１０、１２２０のうちの１つまたは両方のジェネレータは、駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。例えば、ジェネレータ１２１０は駆動モードで作動し続け、そしてジェネレータ１２２０は発振モードに切り替えられ得る。異なる構成において、ジェネレータ１２１０は発振モードに切り替えられ、そしてジェネレータ１２２０は駆動モードで作動し続ける。別の構成において、ジェネレータ１２１０、１２２０はそれぞれ発振モードに切り替えられるが、これらは同時に切り替えられ得る、またはジェネレータ１２１０が最初に発振モードに切り替えられて、その後にジェネレータ１２２０が発振モードに切り替えられ得る（またはその逆順）。
【００７４】
２つ以上のジェネレータが存在する特定の実施形態において、１つのジェネレータは単独に１つ、２つ、３つ以上の平板電極に電気的に接続され、もう１つのジェネレータは負荷コイルに電気的に接続され得る。便宜上、２つの平板電極を使用した例示が図１３〜１８に示される。図１３を参照すると、本明細書において説明されるハイブリッドジェネレータ１３１０と、単一モードジェネレータ１３２０とを備えるシステム１３００が示される。ジェネレータ１３１０は負荷コイル１３３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１３２０は平板電極１３４０に電気的に接続される。平板電極１３４０は、取付板１３４５に結合されているのが示される。トーチ１３５０は、負荷コイル１３３０と平板１３４０の開口部に配置される。システム１３００の作動時に、ジェネレータ１３１０は、コイル１３３０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１３５０の左側から入り、軸方向にまずコイル１３３０に到達する。ジェネレータ１３２０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１３５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１３１０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１３２０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１３１０、１３２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１３１０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１３２０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１３２０は、ジェネレータ１３１０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１３１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１３２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。別の実施形態において、ジェネレータ１３１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１３２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。追加実施形態において、ジェネレータ１３１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１３２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１３１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１３２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。
【００７５】
特定の実施例において、本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータの上流に単一モードジェネレータが配置される別のシステムが、図１４において示される。システム１４００は、単一モードジェネレータ１４１０と、ハイブリッドジェネレータ１４２０とを備える。ジェネレータ１４１０は負荷コイル１４３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１４２０は平板電極１４４０に電気的に接続される。平板電極１４４０は、取付板１４４５に結合されているのが示される。トーチ１１５０は、負荷コイル１４３０と平板電極１４４０のそれぞれの開口部に配置される。システム１４００の作動時に、ジェネレータ１４２０は、平板１４４０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１４５０の左側から入り、軸方向にまずコイル１４３０に到達する。ジェネレータ１４１０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１４５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１４２０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１４１０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１４１０、１４２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１４２０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１４１０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１４１０は、ジェネレータ１４２０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１４１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１４２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１４１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１４２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。別の実施形態において、ジェネレータ１４１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１４２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。追加実施形態において、ジェネレータ１４１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１４２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。
【００７６】
特定の実施例において、本明細書で説明される２つのハイブリッドジェネレータが存在する別のシステムが、図１５において示される。システム１５００は、第１ハイブリッドジェネレータ１５１０と、第２ハイブリッドジェネレータ１５２０とを備える。ジェネレータ１５１０は負荷コイル１５３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１５２０は平板電極１５４０に電気的に接続される。平板電極１５４０は、取付板１５４５に結合されているのが示される。トーチ１５５０は、負荷コイル１５３０と平板電極１５４０のそれぞれの開口部に配置される。システム１５００の作動時に、各ジェネレータ１５１０、１５２０は、平板１５３０、１５４０に対しそれぞれ、駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、トーチ１５５０の左側から入り、軸方向にまずコイル１５３０下に到達する。いくつかの実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１５１０、１５２０はそれぞれ駆動モードで作動する。別の実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１５１０、１５２０のうち１つのジェネレータのみが駆動モードで作動し、そしてもう１つのジェネレータは終了され得る、または発振モードで作動し得る。プラズマ点火後、ジェネレータ１５１０、１５２０のうちの１つまたは両方のジェネレータは、駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。例えば、ジェネレータ１５１０は駆動モードで作動し続け、そしてジェネレータ１５２０は発振モードに切り替えられ得る。異なる構成において、ジェネレータ１５１０は発振モードに切り替えられ、そしてジェネレータ１５２０は駆動モードで作動し続ける。別の構成において、ジェネレータ１５１０、１５２０はそれぞれ発振モードに切り替えられるが、これらは同時に切り替えられ得る、またはジェネレータ１５１０が最初に発振モードに切り替えられて、その後にジェネレータ１５２０が発振モードに切り替えられ得る（またはその逆順）。
【００７７】
図１６を参照すると、本明細書において説明されるハイブリッドジェネレータ１６１０と、単一モードジェネレータ１６２０とを備えるシステム１６００が示される。ジェネレータ１６１０は平板電極１６３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１６２０は負荷コイル１６４０に電気的に接続される。平板電極１６３０は、取付板１６４５に結合されているのが示される。トーチ１６５０は、負荷コイル１６４０と平板１６３０の開口部に配置される。システム１６００の作動時に、ジェネレータ１６１０は、平板１６３０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１６５０の左側から入り、軸方向にまず平板１６３０に到達する。ジェネレータ１６２０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１６５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１６１０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１６２０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１６１０、１６２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１６１０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１６２０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１６２０は、ジェネレータ１６１０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１６１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１６２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。別の実施形態において、ジェネレータ１６１０は試料を脱溶媒するために発振モードで使用され、そしてジェネレータ１６２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。追加実施形態において、ジェネレータ１６１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１６２０は試料を原子化／イオン化するために使用される駆動モードジェネレータであり得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１６１０は試料を脱溶媒するために駆動モードで使用され、そしてジェネレータ１６２０は試料を原子化／イオン化するために使用される発振ジェネレータであり得る。
【００７８】
特定の実施例において、本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータの上流に単一モードジェネレータが配置される別のシステムが、図１７において示される。システム１７００は、単一モードジェネレータ１７１０と、ハイブリッドジェネレータ１７２０とを備える。ジェネレータ１７１０は平板電極１７３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１７２０は負荷コイル１７４０に電気的に接続される。平板電極１７３０は、取付板１７４５に結合されているのが示される。トーチ１７５０は、負荷コイル１７４０と平板電極１７３０のそれぞれの開口部に配置される。システム１７００の作動時に、ジェネレータ１７２０は、負荷コイル１７４０に対し駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、管１７５０の左側から入り、軸方向にまず平板１７３０に到達する。ジェネレータ１７１０は、駆動モードジェネレータまたは発振モードジェネレータのいずれかに構成され得る。いくつかの実施形態において、トーチ１７５０内のプラズマを点火するためにジェネレータ１７２０は駆動モードで作動し、そしてプラズマ点火後にジェネレータ１７１０は起動される。別の実施形態において、プラズマ点火中にジェネレータ１７１０、１７２０の両方が起動され得る。いくつかの事例において、ジェネレータ１７２０が駆動モードから発振モードに切り替わるまで、ジェネレータ１７１０は起動され得ない。例えば、ジェネレータ１７１０は、ジェネレータ１７２０が駆動モードから発振モードに切り替わるのと同時に起動される発振ジェネレータとして構成され得る。いくつかの実施形態において、ジェネレータ１７１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１７２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。特定の実施形態において、ジェネレータ１７１０は試料を脱溶媒するための発振ジェネレータであり、そしてジェネレータ１７２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。別の実施形態において、ジェネレータ１７１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１７２０は試料を原子化／イオン化するために駆動モードで作動し得る。追加実施形態において、ジェネレータ１７１０は駆動モードジェネレータであり、そしてジェネレータ１７２０は試料を原子化／イオン化するために発振モードで作動し得る。
【００７９】
特定の実施例において、本明細書で説明される２つのハイブリッドジェネレータが存在する別のシステムが、図１８において示される。システム１８００は、第１ハイブリッドジェネレータ１８１０と、第２ハイブリッドジェネレータ１８２０とを備える。ジェネレータ１８１０は平板電極１８３０に電気的に接続され、そしてジェネレータ１８２０は負荷コイル１８４０に電気的に接続される。平板電極１８３０は、取付板１８４５に結合されているのが示される。トーチ１８５０は、負荷コイル１８４０と平板電極１８３０のそれぞれの開口部に配置される。システム１８００の作動時に、各ジェネレータ１８１０、１８２０は、平板１８３０、負荷コイル１８４０に対しそれぞれ、駆動モード、発振モード、またはハイブリッドモードで電力を供給するのに使用され得る。プラズマガスは、トーチ１８５０の左側から入り、軸方向にまず平板１８３０に到達する。いくつかの実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１８１０、１８２０はそれぞれ駆動モードで作動する。別の実施形態において、プラズマ点火中に、ジェネレータ１８１０、１８２０のうち１つのジェネレータのみが駆動モードで作動し、そしてもう１つのジェネレータは終了され得る、または発振モードで作動し得る。プラズマ点火後、ジェネレータ１８１０、１８２０のうちの１つまたは両方のジェネレータは、駆動モードから発振モードに切り替えられ得る。例えば、ジェネレータ１８１０は駆動モードで作動し続け、そしてジェネレータ１８２０は発振モードに切り替えられ得る。異なる構成において、ジェネレータ１８１０は発振モードに切り替えられ、そしてジェネレータ１８２０は駆動モードで作動し続ける。別の構成において、ジェネレータ１８１０、１８２０はそれぞれ発振モードに切り替えられるが、これらは同時に切り替えられ得る、またはジェネレータ１８１０が最初に発振モードに切り替えられて、その後にジェネレータ１８２０が発振モードに切り替えられ得る（またはその逆順）。
【００８０】
特定の実施例において、本明細書で説明される単一のハイブリッドジェネレータは、２つ以上の誘導性装置に対し同時に電力を供給するのに使用され得る。図１９を参照すると、システム１９００は、負荷コイル１９３０、１９４０に電気的に接続されたジェネレータ１９１０を備える。トーチ１９５０は、負荷コイル１９３０、１９４０の開口部に配置される。システム１９００の作動時に、負荷コイル１９３０、１９４０のうち１つまたは両方に対し、駆動モード、発振モード、または両モードで電力が供給され得る。いくつかの実施例において、ジェネレータ１９１０が駆動モードの時は、負荷コイル１９３０のみを起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。ジェネレータ１９１０が発振モードに切り替えられると、トーチ１９５０内のプラズマの全長を伸ばすために、負荷コイル１９４０も起動され得る。あるいは、ジェネレータ１９１０が駆動モードの時は、負荷コイル１９３０、１９４０の両方を起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。一旦プラズマが点火されると、ジェネレータ１９１０は発振モードに切り替えられ、所望により、負荷コイル１９３０、１９４０の両方が作動し得る、または負荷コイル１９３０、１９４０のうちの１つは終了され得る。ジェネレータ１９１０から負荷コイル１９３０、１９４０に対し異なる電力が供給されるような、好適な回路がジェネレータ内に存在し得る。例えば、負荷コイル１９３０に対しては、負荷コイル１９４０よりも大きい電力が供給されること（もしくはその逆）が望ましくあり得る。いくつかの実施形態において、負荷コイル１９４０は、負荷コイル１９３０とは異なる巻数を有し得るが、別の実施例において、負荷コイル１９３０、１９４０のそれぞれの巻数は同一であり得る。
【００８１】
特定の実施形態において、図１９に示されるシステムと同様であるが２組の平板電極を含むシステムが、図２０において示される。システム２０００は、平板電極２０３０、２０４０に電気的に接続されたジェネレータ２０１０を備える。トーチ２０５０は、平板電極２０３０、２０４０の開口部に配置される。システム２０００の作動時に、平板電極２０３０、２０４０の対のうち１つまたは両方に対し、駆動モード、発振モード、または両モードで電力が供給され得る。いくつかの実施例において、ジェネレータ２０１０が駆動モードの時は、平板電極２０３０のみを起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。ジェネレータ２０１０が発振モードに切り替えられると、トーチ２０５０内のプラズマの全長を伸ばすために、電極２０４０も起動され得る。あるいは、ジェネレータ２０１０が駆動モードの時は、平板電極２０３０、２０４０の両組を起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。一旦プラズマが点火されると、ジェネレータ２０１０は発振モードに切り替えられ、所望により、平板電極２０３０、２０４０の両組が作動し得る、または平板電極２０３０、２０４０の組のうちの１つは終了され得る。ジェネレータ２０１０から平板電極２０３０、２０４０の組に対し異なる電力が供給されるような、好適な回路がジェネレータ内に存在し得る。例えば、電極２０３０に対しては、電極２０４０よりも大きい電力が供給されること（もしくはその逆）が望ましくあり得る。特定の実施例において、電極２０４０は、電極２０３０とは異なる平板数を有し得るが、別の実施例において、電極２０３０、２０４０のそれぞれの平板数は同一であり得る。
【００８２】
特定の実施例において、図１９、２０に示されるシステムと同様であるが、１つの負荷コイルと１組の平板電極を含むシステムが、図２１において示される。システム２１００は、負荷コイル２１３０と平板電極２１４０に電気的に接続されたジェネレータ２１１０を備える。トーチ２１５０は、負荷コイル２１３０と平板電極２１４０の開口部に配置される。システム２１００の作動時に、負荷コイル２１３０と平板電極２１４０のうち１つまたは両方に対し、駆動モード、発振モード、または両モードで電力が供給され得る。いくつかの実施例において、ジェネレータ２１１０が駆動モードの時は、負荷コイル２１３０のみを起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。ジェネレータ２１１０が発振モードに切り替えられると、トーチ２１５０内のプラズマの全長を伸ばすために、平板電極２１４０も起動され得る。あるいは、ジェネレータ２１１０が駆動モードの時は、負荷コイル２１３０と平板電極２１４０の両方を起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。一旦プラズマが点火されると、ジェネレータ２１１０は発振モードに切り替えられ、所望により、負荷コイル２１３０と平板電極２１４０の両方が作動し得る、または負荷コイル２１３０と平板電極２１４０のうちの１つは終了され得る。ジェネレータ２１１０から負荷コイル２１３０と平板電極２１４０に対し異なる電力が供給されるような、好適な回路がジェネレータ内に存在し得る。例えば、誘導コイル２１３０に対しては、平板電極２１４０よりも大きい電力が供給されること（もしくはその逆）が望ましくあり得る。
【００８３】
特定の実施例において、図１９〜２１に示されるシステムと同様であるが、負荷コイルの上流に１組の平板電極を含むシステムが、図２２において示される。システム２２００は、平板電極２２３０と負荷コイル２２４０に電気的に接続されたジェネレータ２２１０を備える。トーチ２２５０は、平板電極２２３０と負荷コイル２２４０の開口部に配置される。システム２２００の作動時に、平板電極２２３０と負荷コイル２２４０のうち１つまたは両方に対し、駆動モード、発振モード、または両モードで電力が供給され得る。いくつかの実施例において、ジェネレータ２２１０が駆動モードの時は、平板電極２２３０のみを起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。ジェネレータ２２１０が発振モードに切り替えられると、トーチ２２５０内のプラズマの全長を伸ばすために、負荷コイル２２４０も起動され得る。あるいは、ジェネレータ２２１０が駆動モードの時は、平板電極２２３０と負荷コイル２２４０の両方を起動させてプラズマを点火することが望ましくあり得る。一旦プラズマが点火されると、ジェネレータ２２１０は発振モードに切り替えられ、所望により、平板電極２２３０と負荷コイル２２４０の両方が作動し得る、または平板電極２２３０と負荷コイル２２４０のうちの１つは終了され得る。ジェネレータ２２１０から平板電極２２３０と負荷コイル２２４０に対し異なる電力が供給されるような、好適な回路がジェネレータ内に存在し得る。例えば、平板電極２２３０に対しては、負荷コイル２２４０よりも大きい電力が供給されること（もしくはその逆）が望ましくあり得る。
【００８４】
特定の実施例において、本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータは、発光システム（ＯＥＳ）に存在する誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）に動力を与えるために使用され得る。ＯＥＳの例示的構成部品が、図２３において示される。装置２３００は、ＩＣＰ２３４０に流体連結された試料導入システム２３３０を含む。ＩＣＰ２３４０は、ジェネレータ２３３５に電気的に接続され、トーチ、負荷コイル（もしくは平板）、または他の誘導性装置を使用して生成され得る。ジェネレータ２３３５は、本明細書において説明されるハイブリッドジェネレータのうちのいずれかであり得る。ＩＣＰ２３４０は、検出器２３５０に流体連結（または光学連結、または両連結）される。試料導入装置２３３０は、試料の性質によって異なり得る。特定の実施例において、試料導入装置２３３０は、ＩＣＰ２３４０に試料を導入するために、液体試料を噴霧化するように構成された噴霧器であり得る。別の実施例において、試料導入装置２３３０は、ＩＣＰ２３４０に直接試料を注入するように構成され得る。本開示の恩恵により当業者は、試料を導入するための他の好適な装置及び方法を容易に選択するであろう。検出器２３５０は、数多くの形態を有し、発光２３５５等の発光を検出し得る任意の好適な装置であり得る。例えば、検出器２３５０は、レンズ、鏡、プリズム、窓、バンドパスフィルタ等の好適な光学素子を含み得る。検出器２３５０はまた、マルチチャネルＯＥＳ装置を提供するために、エシェル格子等の格子を含み得る。エシェル格子等の格子により、複数の発光波長の同時検出が可能になり得る。監視対象の１つまたは複数の特定の波長を選択するために、格子は、モノクロメータ、または他の好適な装置の中に配置され得る。特定の実施例において、検出器２３５０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）を含み得る。別の実施例において、複数の発光波長の同時検出を可能にするために、ＯＥＳ装置はフーリエ変換を実施するように構成され得る。検出器２３５０は、紫外域、可視域、近赤外域、遠赤外域等を含むがこれに限定されない広い波長域にわたって発光波長を監視するように構成され得る。ＯＥＳ装置２３００はさらに、所望の信号の提供及び／またはデータ取得のために、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータ等の好適な電子機器と、好適な回路とを含み得る。好適な追加装置及び回路は、当技術分野において既知であり、例えばパーキンエルマーヘルスサイエンシーズ株式会社（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．米国マサチューセッツ州ウォルサム）から市販されているＯｐｔｉｍａ２１００ＤＶシリーズ、Ｏｐｔｉｍａ５０００ＤＶシリーズ、及びＯｐｔｉｍａ７０００シリーズのＯＥＳ装置等、市販のＯＥＳ上に存在し得る。任意の増幅器２３６０は、信号２３５５を増大させる、例えば検出された光子からの信号を増幅するように作動し、表示装置、コンピュータ等であり得る任意のディスプレイ２３７０に対し、当信号を提供し得る。信号２３５５が表示または検出するのに十分に大きい実施例において、増幅器２３６０は省略され得る。特定の実施例において、増幅器２３６０は、検出器２３５０から信号を受信するように構成された光電子倍増管で��る。しかしながら、当業者は本開示の恩恵により、信号を増幅するための他の好適な装置を選択するであろう。既存のＯＥＳ装置にジェネレータ２３３５を追加導入すること、及び本明細書で開示されるジェネレータを使用して新たなＯＥＳ装置を設計することもまた、本開示の恩恵により当業者の力量の範囲内であろう。ＯＥＳ装置２３００はさらに、パーキンエルマーヘルスサイエンシーズから市販されているＡＳ９０及びＡＳ９３オートサンプラ等のオートサンプラ、または他の製造業者から入手可能な同様の装置を含み得る。
【００８５】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるジェネレータは、吸収分光法（ＡＳ）のために設計された計器において使用され得る。原子とイオンは、低エネルギーレベルから高エネルギーレベルへ移行するためのエネルギーを供給するために、特定波長の光を吸収し得る。原子またはイオンは、基底状態から高エネルギーレベルへの移行の結果、複数の共鳴線を含み得る。このような移行を促進するのに必要なエネルギーは、下記においてさらに論述されるように、例えば熱、炎、プラズマ、アーク、スパーク、陰極線ランプ、レーザー等、数多くのエネルギー源を使用して供給され得る。いくつかの実施例において、原子またはイオンにより吸収されるエネルギーまたは光を提供するために、本明細書で説明されるジェネレータは、ＩＣＰに対し電力を供給するように使用され得る。特定の実施例において、シングルビームＡＳ装置が図２４において示される。シングルビームＡＳ装置２４００は、電源２４１０と、ランプ２４２０と、試料導入装置２４２５と、ハイブリッドジェネレータ２４３５に電気的に接続されたＩＣＰ装置２４３０と、検出器２４４０と、任意の増幅器２４５０と、任意のディスプレイ２４６０とを備える。電源２４１０は、原子及びイオンにより吸収される１つまたは複数の波長の光２４２２を提供するランプ２４２０に対し電力を供給するように構成され得る。所望により、電源２４１０もジェネレータ２４３５に電気的に接続可能である。好適なランプは、水銀ランプ、陰極線ランプ、レーザー等を含むが、これに限定されない。ランプは好適なチョッパーまたはパルス電源を使用してパルス化され得る、またはレーザーが実装された実施例において、レーザーは選択周波数により、例えば毎秒５、１０、もしくは２０回にパルス化され得る。ランプ２４２０の厳密な構成は異なり得る。例えば、ランプ２４２０は、ＩＣＰ２４３０に沿って軸方向に光を提供し得る、またはＩＣＰ装置２４３０に沿って放射状に光を提供し得る。図２４に示される実施例は、ランプ２４２０からの光が軸方向に供給されるように構成される。信号の軸視野を使用することにより、信号対雑音比に関する利点がもたらされ得る。ＩＣＰ２４３０は、本明細書で説明される誘導性装置とトーチのいずれか、または本開示の恩恵により当業者が容易に選択または設計し得る他の好適な誘導性装置とトーチを使用して維持され得る。ＩＣＰ２４３０において試料が原子化及び／またはイオン化されると、ランプ２４２０からの入射光２４２２により、原子が励起され得る。すなわち、ランプ２４２０が供給する光２４２２の何割かは、ＩＣＰ２４３０において原子とイオンにより吸収され得る。残り割合の光２４３５は、検出器２４４０へ送られ得る。検出器２４４０は、例えばプリズム、レンズ、格子、及び例えばＯＥＳ装置に関連して前述されたような他の好適な装置を使用して、１つまたは複数の好適な波長を提供し得る。ディスプレイ２４６０に提供される信号を増大させるために、任意の増幅器２４５０に対し信号が提供され得る。ＩＣＰ２４３０における試料による吸光量を明らかにするために、透過率１００％の基準値を提供するよう試料導入の前に水等のブランクが導入され得る。一旦試料がＩＣＰに導入された時、または試料がＩＣＰを出た時に透過した光の量は測定され、そして試料と共に透過した光の量は、透過率を求めるために基準値で割られ得る。当透過率の負ｌｏｇ10は、吸光度に等しい。ＡＳ装置２４００はさらに、所望の信号の提供及び／またはデータ取得のために、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータ等の好適な電子機器と、好適な回路とを含み得る。好適な追加装置及び回路は、例えばパーキンエルマーヘルスサイエンシーズから市販されているＡＡｎａｌｙｓｔシリーズの分光計等、市販のＡＳ装置上に存在し得る。既存のＡＳ装置に本明細書で開示されるジェネレータを追加導入すること、及び本明細書で開示されるジェネレータを使用して新たなＡＳ装置を設計することもまた、本開示の恩恵により当業者の力量の範囲内であろう。ＡＳ装置はさらに、パーキンエルマーヘルスサイエンシーズから市販されているＡＳ‐９０Ａ、ＡＳ‐９０ｐｌｕｓ、及びＡＳ‐９３ｐｌｕｓオートサンプラ等、当技術分野において既知のオートサンプラを含み得る。
【００８６】
特定の実施形態において、図２５を参照すると、本明細書で説明されるジェネレータは、デュアルビームＡＳ装置２５００に使用され得る。デュアルビームＡＳ装置２５００は、電源２５１０と、ランプ２５２０と、ＩＣＰ２５６５と、ＩＣＰ２５６５の誘導性装置（図示せず）に電気的に接合されたジェネレータ２５６６と、検出器２５８０と、任意の増幅器２５９０と、任意のディスプレイ２５９５とを備える。電源２５１０は、原子及びイオンにより吸収される１つまたは複数の波長の光２５２５を提供するランプ２５２０に対し電力を供給するように構成され得る。好適なランプは、水銀ランプ、陰極線ランプ、レーザー等を含むが、これに限定されない。ランプは好適なチョッパーまたはパルス電源を使用してパルス化され得る、またはレーザーが実装された実施例において、レーザーは選択周波数により、例えば毎秒５、１０、もしくは２０回にパルス化され得る。ランプ２５２０の構成は異なり得る。例えば、ランプ２５２０は、ＩＣＰ２５６５に沿って軸方向に光を提供し得る、またはＩＣＰ２５６５に沿って放射状に光を提供し得る。図２５に示される実施例は、ランプ２５２０からの光が軸方向に供給されるように構成される。信号の軸視野を使用することにより、信号対雑音比に関する利点がもたらされ得る。ＩＣＰ２５６５は、本明細書で論述されるＩＣＰのいずれか、または本開示の恩恵により当業者が容易に選択または設計し得る他の好適なＩＣＰであり得る。ＩＣＰ２５６５において試料が原子化及び／またはイオン化されると、ランプ２５２０からの入射光２５２５により、原子が励起され得る。すなわち、ランプ２５２０が供給する光２５２５の何割かは、ＩＣＰ２５６５において原子とイオンにより吸収され得る。残り割合の光２５６７は、検出器２５８０へ送られる。デュアルビームを使用する実施例において、入射光２５２５はビーム分割器２５３０を使用して分割され、従って光の何割か、例えば約１０％から約９０％までが光ビーム２５３５としてＩＣＰ２５６５へ伝送され、そして残りの割合の光は、光ビーム２５４０として鏡またはレンズ２５５０、２５５５へ伝送され得る。これらの光ビームは半透鏡等の結合器２５７０を使用して再結合され、結合された信号２５７５は、検出装置２５８０に提供され得る。そして、試料の吸収度を算出するために、基準値と試料の値との比率が決定され得る。検出装置２５８０は、例えばプリズム、レンズ、格子、及び例えばＯＥＳ装置に関連して前述されたような当技術分野において既知の他の好適な装置を使用して、１つまたは複数の好適な波長を提供し得る。ディスプレイ２５９５に提供する信号を増大させるために、任意の増幅器２５９０に対し信号２５８５が提供され得る。ＡＳ装置２５００はさらに、所望の信号の提供及び／またはデータ取得のために、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータ等、当技術分野において既知の好適な電子機器と、好適な回路とを含み得る。好適な追加装置及び回路は、例えばパーキンエルマーヘルスサイエンシーズ株式会社から市販されているＡＡｎａｌｙｓｔシリーズの分光計等、市販のＡＳ装置上に存在し得る。既存のデュアルビームＡＳ装置に本明細書で開示されるジェネレータを追加導入すること、及び本明細書で開示されるジェネレータを使用して新たなデュアルビームＡＳ装置を設計することは、本開示の恩恵により当業者の力量の範囲内であろう。ＡＳ装置はさらに、パーキンエルマーヘルスサイエンシーズ株式会社から市販されているＡＳ‐９０Ａ、ＡＳ‐９０ｐｌｕｓ、及びＡＳ‐９３ｐｌｕｓオートサンプラ等、当技術分野において既知のオートサンプラを含み得る。
【００８７】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるジェネレータは、質量分析計において使用され得る。例示的ＭＳ装置が、図２６において示される。ＭＳ装置２６００は、試料導入装置２６１０と、ジェネレータ２６２５に電気的に接続されたイオン化装置２６２０（ＩＣＰと称する）と、質量分析器２６３０と、検出装置２６４０と、処理装置２６５０と、任意のディスプレイ２６６０とを備える。試料導入装置２６１０と、イオン化装置２６２０と、質量分析器２６３０と、検出装置２６４０は、１つまたは複数の真空ポンプを使用して、低い圧力で作動し得る。しかしながら特定の実施例においては、質量分析器２６３０と検出装置２６４０のみが低い圧力で作動し得る。試料導入装置２６１０は、イオン化装置２６２０に対し試料を供給するように構成された注入口システムを含み得る。注入口システムは、１つまたは複数の一括注入口、プローブ直接注入口、及び／またはクロマトグラフィ注入口を含み得る。試料導入装置２６１０は、注入器、噴霧器、または固体、液体、もしくは気体の試料をイオン化装置２６２０へ引き渡し得る他の好適な装置であり得る。イオン化装置２６２０は、ジェネレータ２６２５を使用して、例えば本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータを使用して、生成及び／または維持される誘導結合プラズマであり得る。所望により、イオン化装置は、例えば試料を原子化及び／またはイオン化可能な別の装置といった別のイオン化装置に結合可能である。別のイオン化装置には、例えば、プラズマ（誘導結合プラズマ、容量結合プラズマ、マイクロ波誘導プラズマ等）、アーク、スパーク、ドリフトイオン装置、気相イオン化（電子衝撃イオン化、化学イオン化、脱離化学イオン化、負イオン化学イオン化）を使用して試料をイオン化可能な装置、電界脱離装置、電界イオン化装置、高速原子衝撃装置、二次イオン質量分析計装置、エレクトロスプレーイオン化装置、プローブエレクトロスプレーイオン化装置、ソニックスプレーイオン化装置、大気圧化学イオン化装置、大気圧光イオン化装置、大気圧レーザーイオン化装置、マトリックス支援レーザー脱離イオン化装置、エーロゾルレーザー脱離イオン化装置、表面増強レーザー脱離イオン化装置、グロー放電、共鳴イオン化、熱イオン化、サーモスプレーイオン化、放射線イオン化、イオン付着イオン化、液体金属イオン装置、レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化、またはこれらの例示的イオン化装置のうちいずれか２つ以上の組合せが含まれる。質量分析器２６３０は、一般に試料の性質、所望の分解能等に応じた多数の形態を有し、そして典型的な質量分析器は、１つまたは複数の衝突セル、反応セル、または他の構成要素を所望通りに含み得る。検出装置２６４０は、既存の質量分析計と共に使用され得る任意の好適な検出装置、例えば電子倍増管、ファラデーカップ、被覆感光板、シンチレーション検出器等、及び本開示の恩恵により当業者が選択し得る他の好適な装置であり得る。処理装置２６５０は一般に、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータと、ＭＳ装置２６００に導入される試料の分析に好適なソフトウェアとを含む。ＭＳ装置２６００に導入される化学種の識別を決定するために、処理装置２６５０は、１つまたは複数のデータベースをアクセスし得る。当技術分野において既知の他の好適な追加装置はまた、パーキンエルマーヘルスサイエンシーズ式会社から市販されているＡＳ‐９０ｐｌｕｓ及びＡＳ‐９３ｐｌｕｓオートサンプラ等のオートサンプラを含むがこれに限定されないＭＳ装置２６００と共に使用され得る。
【００８８】
特定の実施形態において、ＭＳ装置２６００の質量分析器２６３０は、所望の分解能と導入試料の性質に応じた多数の形態を有し得る。特定の実施例において、質量分析器は、走査型質量分析器、磁場型分析器（例えば単収束型及び二重収束型ＭＳ装置用）、四重極型質量分析器、イオントラップ分析器（例えばサイクロトロン、四重極イオントラップ）、飛行時間型分析器（例えばマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型分析器）、及び異なる質量対電荷比を有する種を分離可能な他の好適な質量分析器である。いくつかの実施例において、本明細書で開示されるＭＳ装置は、１つまたは複数の他の分析技法と複合可能である。例えば、ＭＳ装置は、液体クロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ法、キャピラリー電気泳動法、及び他の好適な分離技法を実行する装置と複合可能である。ＭＳ装置をガスクロマトグラフに結合する場合、ガスクロマトグラフからＭＳ装置へ試料を導入するのに好適なインターフェイス、例えばトラップ、ジェット分離器等を備えることが望ましくあり得る。ＭＳ装置を液体クロマトグラフへ結合する場合もまた、液体クロマトグラフ法と質量分析法において用いられる容量の違いを明らかにするのに好適なインターフェイスを備えることが望ましくあり得る。例えば、液体クロマトグラフから出る少量の試料のみがＭＳ装置へ導入されるように、分割インターフェイスが使用され得る。液体クロマトグラフから出る試料はまた、ＭＳ装置のイオン化装置へ運ぶのに好適なワイヤ、カップ、チャンバ内に堆積され得る。特定の実施例において、液体クロマトグラフは、試料が加熱された毛細管を通るように、試料を蒸発させ噴霧するように構成されたサーモスプレイを含み得る。本開示の恩恵により当業者は、液体クロマトグラフからＭＳ装置へ液体試料を導入する他の好適な装置を、容易に選択するであろう。特定の実施例において、タンデム型質量分光分析のために、複数のＭＳ装置はお互いに結合可能である。
【００８９】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるシステム及び装置は、所望通りに追加構成部品を含むことが可能である。例えば、プラズマが点火されたときをシステムが検出できるように、プラズマの光路内に光センサを含むことが望ましくあり得る。光センサによりプラズマの存在が検出されたらすぐに駆動モードから発振モードへ切り替わることが望ましくあり得る。特定の実施例において、本明細書で説明されるジェネレータの構成部品は、空気、液体、またはペルチェ冷却器等の熱電装置により冷却され得る。空冷の場合、１つまたは複数のファンが存在し得る。電子部品から熱を吸収するために、システム中を流体が循環するように冷却装置または循環装置が存在し得る。
【００９０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されるジェネレータは、蒸着装置、イオン注入装置、溶接トーチ、分子ビームエピタキシ装置を含むがこれに限定されない非計器応用装置において使用され得る、またはイオン、原子、または熱といった所望の産物を提供する原子化及び／またはイオン化源を使用する他の装置またはシステムが本明細書で説明されるジェネレータと共に使用され得る。さらに、高温で特定の種の形成を促進するために、化学反応装置において本明細書で説明されるジェネレータが使用され得る。例えば、放射性廃棄物は、本明細書で説明されるジェネレータを含む装置を使用して処理され得る。
【００９１】
特定の実施例において、本明細書で説明されるジェネレータは、駆動モードでジェネレータから誘導性装置に対し電力を供給してトーチ本体内のプラズマを点火し、一旦プラズマが点火されると駆動モードから発振モードにジェネレータを切り替えるのに使用され得る。いくつかの事例において、ジェネレータは、誘導性装置に電力を供給するために、ある期間駆動モードで作動し続け得る。
【００９２】
特定の実施形態において、本明細書で説明されるジェネレータは、システムの様々な構成部品に関する情報を提供する品質管理応用装置において、または現場保守応用装置において使用され得る。例えば、技術者は、交換を要し得るシステムの構成部品（複数可能）を特定する手段としてジェネレータを使用可能である。作動時、トーチと誘導性装置は、連続的な高温暴露が原因で故障し得る、または電子部品は、過度の熱、過度の使用、または他の理由から故障し得る。いくつかの事例において、制御信号（または既知の振幅、形状、波形等の信号）は、ジェネレータが駆動モード時に提供され、かつジェネレータの電子部品が低いシステムパフォーマンスの原因であるかを判断するのに使用され得る。検出された制御信号が予期制御信号である場合、電子部品は、低いシステムパフォーマンスの原因として、取除かれ得る。所望により、制御信号は技術者により遠隔で送信され、これによりどのシステム部品が交換を必要としているかに関する遠隔フィードバックが技術者に提供され得る。例えば、制御信号は技術者に電子部品の忠実度に関する情報を提供するのに使用され、これにより技術者はシステムを修復するための保守依頼があった時、所望する部品を持っていくことができる。
【００９３】
特定の構成において、本明細書で説明されるハイブリッドジェネレータは駆動モード、発振モード、及びハイブリッドモードで作動可能であるが、エンドユーザはこれらのモードのうち１つのモードでのみジェネレータを作動させ得る。例えばユーザは、駆動モードを無効にし、ジェネレータを発振モードに限って作動させ得る。同様にユーザは、ジェネレータを所望により、駆動モードまたはハイブリッドモードに限って作動させ得る。ハイブリッドジェネレータを使用して維持される誘導結合プラズマまたは他の好適な原子化／イオン化装置の正確な動作のためにモード切り替えは必要ではないが、状況によってはモード切り替えを使用したほうがより良いパフォーマンスを生み出し得る。
【００９４】
特定の事例において、例えば負荷コイルまたは他の誘導性装置といった誘導性装置を駆動させるために、本明細書で説明されるジェネレータは、ＲＦ電力を供給するように一端で使用され得る。例えば、同相の電力トランジスタといったシングルエンド型トランジスタは、負荷コイルを駆動するために負荷コイルの一端で使用され、そして負荷コイルのもう一端は接地され得る。２つ以上の誘導性装置が存在する場合、１つの誘導性装置は、例えば異相といった逆の極性の１対のトランジスタにより差動的に駆動され、そしてもう一方の誘導性装置は、一端で負荷コイルを駆動するために、電力トランジスタにより駆動され得る。本明細書において説明される様々な誘導性装置及び構成のうちいずれも、負荷コイルは一端でジェネレータにより駆動されるシングルエンド型設計を使用し得る。
【００９５】
本明細書において説明される新しい態様、実施形態、特徴のうちいくつかをさらに例示するために、ある特定の実施例が以下に説明される。
【００９６】
実施例１
【００９７】
駆動及び発振モードを試すために、回路は図２７において示されるように構成された。回路２７００は、例えば周波数合成器、ＶＣＯ、位相ロックループ、数値制御発振器（ＮＣＯ）、または位相ロックループの一部であるＮＣＯといった信号源２７１０を含む。信号源２７１０は、１対の増幅器２７１２、２７１４に電気的に接続される。増幅器２７１２、２７１４は、別の組の電力増幅器２７２２、２７２４にそれぞれ電気的に接続され、かつコンデンサ２７３２、２７３４を介して負荷コイル２７６０にそれぞれ電気的に接続される。電力増幅器２７２２、２７４４は、プラズマの生成／維持に十分なＲＦ出力電力を考慮して設計された。プロセッサ２７８０と増幅器２７２２、２７２４の間に、制御信号が存在した。周波数合成器２７１０から負荷コイル２７６０に提供される周波数は走査され、コイル電圧を最大化する周波数に調整された。信号変換器２７８２、２７８４を介してプロセッサ２７８０に電気的に接続されたＲＦ検出器２７７０は、負荷コイル２７６０に提供されるＲＦ信号を監視するのに使用され得る。本明細書に記載されるように、ＲＦ検出器２７７０は、プラズマ点火を監視するために、光センサに置換可能である。駆動モードでコイル２７６０に電力を供給するように信号源２７１０と増幅器２７１２、２７１４、２７２２、２７２４を有効化することで、プラズマは点火された。ＲＦ検出器２７７０は、プラズマを監視するために使用された。マイクロコントローラ２７８０（ＭＣＵ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ‐Ｍ３）は、アナログデジタル変換器２７８４を介してＲＦ検出器から信号を受信し、デジタルアナログ変換器２７８２を介して増幅器２７１２、２７１２、２７２２、２７４４に対し制御信号を送信するのに使用された。
【００９８】
プラズマが点火され、所望の電圧レベルがＲＦ検出器２７７０を使用して検出された後、ジェネレータは駆動モードから図２８に示される発振モードに切り替えられた。プロセッサ２７８０は、駆動モードから発振モードに切り替わるために、増幅器２７１２、２７１４を無効化し、フィードバック増幅器２７８２、２７８４を有効化した。ある期間（ハイブリッドモード時）において、駆動モードから発振モードへ移行中は全ての増幅器が有効化された。一旦発振モードになり、プラズマに試料と溶媒が導入されると、回路の一部となるプラズマのインピーダンス変化に合うように、回路のインピーダンスは迅速に調整され得る。
【００９９】
実施例２
【０１００】
実施例１のジェネレータは、様々な元素のピーク形状を測定するために、単一の四重極質量フィルタ分析計と組み合わせて使用された。ＮｅｘＩＯＮ計器の銅製負荷コイルは、誘導性装置として使用された。ＮｅｘＩＯＮシステムの他の構成部品もまた、測定を行うために使用された。４０ＭＨｚの周波数が使用された。
【０１０１】
図２９は、リチウム及びベリリウム基準を用いるジェネレータと質量分析計を使用して取得されたリチウム及びベリリウムのスペクトルを示す。
【０１０２】
図３０は、マグネシウム基準を用いるジェネレータと質量分析計を使用して取得されたマグネシウムのスペクトルを示す。
【０１０３】
図３１は、インジウム基準を用いるジェネレータと質量分析計を使用して取得されたインジウムのスペクトルを示す。
【０１０４】
図３２は、ウラン２３８基準を用いるジェネレータと質量分析計を使用して取得されたウラン２３８のスペクトルを示す。
【０１０５】
図３３は、標準ＮｅｘＩＯＮ計器を使用する元素の測定値と、駆動モード及び発振モードのハイブリッドジェネレータによる元素の測定値を比較する表を含む。ハイブリッドジェネレータによる発振測定値は、ＮｅｘＩＯＮジェネレータにより取得された発振測定値と同様、またはそれより良い測定値である。特定の元素（Ｂｅ、Ｍｇ）に関しては、ハイブリッドジェネレータを使用した駆動モードの方が発振モードよりも良い結果となった。
【０１０６】
実施例３
【０１０７】
ハイブリッドジェネレータの安定性を検査するために、ハイブリッドジェネレータは不均衡な状態に設定された。プロセッサを使用して、駆動差動信号の振幅及び位相を３４．４４ＭＨｚで不均衡化することで、ヌル点（仮想接地）は負荷コイルに沿って電気的に移動した。位相平衡は酸化物割合を含む感度に影響し、そして振幅平衡もまた感度に影響し得る。異なる時間に使用される様々な位相が、図３４において示される。
【０１０８】
最良の信号は、ジェネレータが位相鏡により約５度以内で差動的に駆動された（０、１８０度）時に観察された（図３４のＣｅ信号（最初の曲線）及びＩｎ信号（最初の曲線の下の曲線）を表す最初の２つの曲線を参照）。約２０度の位相誤差は、酸化物割合を実質的に増加させた（グラフの底部あたりのＸ軸の上にあるＣｅＯ曲線を参照）。
【０１０９】
実施例４
【０１１０】
図２において行われた測定は、少し異なる周波数を使用して繰り返された。その結果は、図３５の表において示される。ハイブリッドジェネレータの発振モードは、標準ＮｅｘＩＯＮジェネレータと同様の結果を出した。図３３の測定値を取得するのに使用された発振モードの周波数（３４．７ＭＨｚ）と比べて、発振モードで使用された周波数（３５．９６ＭＨｚ）におけるわずかな増加により、全ての測定元素に関して、発振モードは駆動モードよりも良い結果を出した。
【０１１１】
本明細書において開示される実施例の要素を紹介する際、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素があることを意味する意図がある。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」は無制限であることを意図し、記載された要素の他にさらなる要素があり得ることを意味する。実施例の様々な構成部品は、他の実施例の様々な構成部品と交換または代替可能であることを、本開示の恩恵により当業者は認識するであろう。
【０１１２】
特定の態様、実施例、及び実施形態が上記に説明されたが、開示された例示的な態様、実施例、及び実施形態に関する追加、代替、修正、及び変更が可能であることを、本開示の恩恵により当業者は認識するであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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