(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、第４の電極とを含む複数の電極を有する第１多重極を備え、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とは、互いに空間的に分離されるとともに、各々が電源に電気的に結合され、
前記電源は、ＤＣ電界を供給するために、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々に、それぞれの直流電圧を供給するように構成され、前記ＤＣ電界は、前記第１多重極内、かつ前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とによって形成された内部空間内の第１内部軌道に沿って、進入する粒子ビームの第１イオンを効果的に導き、前記第１内部軌道は、前記粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交し、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とは、更に、前記導かれた第１イオンを、前記第１多重極内、かつ前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極によって形成された前記内部空間内にある第２内部軌道に沿って導くように構成され、前記第２内部軌道は、前記第１内部軌道に対して実質的に直交し、さらに、
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極と、前記電源との各々に電気的に結合されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々に独立にそれぞれの直流電圧を供給して、前記ＤＣ電界を供給するとともに、前記進入する粒子ビームの前記第１イオンを、前記粒子ビームの前記進入軌道に対して実質的に直交する第１内部軌道および、前記第１内部軌道に実質的に直交する前記第２内部軌道に沿って導くように構成される、装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第１多重極の前記第１の電極および前記第２の電極を含む第１極セットに供給して、前記第１イオンを前記第１内部軌道に沿って導くように構成され、前記プロセッサは、第２の直流電圧を、前記第１多重極の前記第３の電極および前記第４の電極を含む第２極セットに供給して、前記第２内部軌道に沿って前記第１イオンを導くように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１極セット及び前記第２極セットのそれぞれは、一対の極である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、異なる直流電圧を、前記第１多重極の前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とに供給するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第３の電極および前記第４の電極に供給して、前記第１イオンを、前記進入軌道の方向に実質的に平行な方向に向け、前記第２内部軌道に沿って導くように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第３の電極および前記第４の電極に供給して、前記第１イオンを、前記進入軌道の方向に実質的にアンチパラレルな方向に向け、前記第２内部軌道に沿って導くように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
更に、前記第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの追加電極を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
更に、前記第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１多重極は、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とを含むＤＣ四重極として構成され、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々は、内側に向く湾曲面を有するとともに円筒の１／４として構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、第４の電極とを含む複数の電極を有する第１多重極を備え、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とは、互いに空間的に分離されるとともに、各々が電源に電気的に結合され、
前記電源は、ＤＣ電界を供給するために、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々に、それぞれの直流電圧を供給するように構成され、前記ＤＣ電界は、前記第１多重極内、かつ前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とによって形成された内部空間内の第１内部軌道に沿って、進入する粒子ビームの第１イオンを効果的に導き、前記第１内部軌道は、前記粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交し、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とは、更に、前記導かれた第１イオンを、前記第１多重極内、かつ前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極によって形成された前記内部空間内にある、前記導かれた第１内部軌道に対して第１角度を有する第２内部軌道に沿って導くように構成され、前記第２内部軌道の前記第１角度は、前記第１内部軌道に対して、０度よりも大きくかつ＋／−９０度よりも小さく、
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極と、前記電源との各々に電気的に結合されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々に独立にそれぞれの直流電圧を供給して、前記ＤＣ電界を供給するとともに、前記進入する粒子ビームの前記第１イオンを、前記粒子ビームの前記進入軌道に対して実質的に直交する第１内部軌道および、前記導かれた第１内部軌道に対して前記第１角度を有する第２内部軌道に沿って導くように構成される、装置。
【請求項１１】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第１多重極の前記第１の電極および前記第２の電極を含む第１極セットに供給して、前記第１イオンを前記第１内部軌道に沿って導くように構成され、前記プロセッサは、第２の直流電圧を、前記第１多重極の前記第３の電極および前記第４の電極を含む第２極セットに供給して、前記第２内部軌道に沿って前記第１イオンを導くように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１極セット及び前記第２極セットのそれぞれは、一対の極である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１極セットの１つの極の断面形状は、前記第２極セットの１つの極の前記断面形状と相違する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、異なる直流電圧を、前記第１多重極の前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とに供給するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第３の電極と、前記第４の電極とに供給して、前記第１イオンを、前記第１内部軌道の前記第１角度に対して約＋／−４５度の角度で前記第２内部軌道に沿って導くように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは、第１の直流電圧を、前記第３の電極と、前記第４の電極とに供給して、前記第１イオンを、前記第１内部軌道の前記第１角度に対して約＋／−４５度より大きな角度で前記第２内部軌道に沿って導くように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
更に、前記第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１多重極は、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極とを有するＤＣ四重極として構成され、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極と、前記第４の電極との各々は、内側に向く湾曲面を有し、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極とは円筒の１／４として構成され、前記第４の電極は、円筒の１／８として構成される、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張出願
本願は、２０１５年５月２６日出願の米国仮出願第６２／１６６，５９４号に基づく優先権を主張し、かつ、その利益を受けるものであり、その全ての開示は参照することにより本明細書に包含される。
【０００２】
技術分野
本技術の態様及び特徴は、一般には、イオンを誘導するため、特に、所要の内部経路に沿う入射粒子流内のイオンを二重に曲げるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
イオンを電界及び／または磁界に晒すことにより、イオンは経路に沿って導かれることがある。イオンを案内するためにこのような場を使用することは、多くの実用的な用途を有する。分析化学における多重極イオン流ガイドの一般的な使用は、質量分析計における質量分析器である。質量分析器は、その質量対電荷比にしたがってイオンを特定する装置である。分析すべきイオンを含む粒子流が質量分析器を通過すると、イオンはその質量対電荷比に基づいて検出器に向けて伝達され、検出器はそれらの電荷または運動量に基づいてイオンを検出する。
【０００４】
理想的には、分析すべきイオンのみが検出器に到達する。しかし、中性物質および光子等の影響のない粒子が検出器に到達し、擬似信号となることがよくある。更に、質量分析器内に導入される粒子流における分析すべきイオンに加え、中性種の存在は、質量分析器のファウリング、及び／または、質量分析器の精度に影響する他の複雑な事態を導くことがある。
【０００５】
例えば、質量分析器に導入される粒子流は、光子を包含する望ましくないことがよくある。粒子流内の光子の存在は、バックグラウンドレベルの上昇及び／または検出器内のノイズの増加を導くことがある。更に、いくつかのイオンガイドの開口は、狭まり、中性種が入ることにより汚染する傾向となり、これにより計器のドリフトを生じすることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここでは、多重極装置におけるイオンビームを二重に曲げるように構成される多重極装置に導かれる（または、使用する）種々の態様を記載する。
【０００７】
１つの態様では、進入する粒子ビームの第１イオンを、粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交する第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を有する第１多重極を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、第１内部軌道に対して実質的に直交する第２内部軌道に沿って導くように構成される装置が提供される。
【０００８】
特定の構成では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。いくつかの例では、第１セット及び第２セットのそれぞれは一対の極を有する。他の例では、第１極セットと第２極セットとは、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するようにそれぞれ構成される。他の実施形態では、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧は、異なる直流電圧である。特定の例では、電極は、進入軌道の方向に実質的に平行な方向に向け、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。他の例では、電極は、進入軌道の方向に実質的にアンチパラレルな方向に向け、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。いくつかの実施形態では、装置は更に、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極を有してもよい。他の実施形態では、装置は、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極またはレンズを有してもよい。いくつかの実施形態では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【０００９】
他の態様では、進入する粒子ビームの第１イオンを、粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交する第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を有する第１多重極を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、導かれた第１軌道に対して第１角度で第２内部軌道に沿って導くように構成され、第２内部軌道の第１角度は、０度よりも大きくかつ９０度よりも小さいこと（第１内部軌道に対して）が望ましい装置が記載される。必要な場合は、角度は、第１内部軌道に対して０度よりも大きくかつマイナス９０度よりも小さくしてもよい。
【００１０】
いくつかの実施例では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。他の実施例では、第１セット及び第２セットのそれぞれは一対の極を有する。いくつかの実施例では、第１極セット及び第２極セットの１つの極の断面形状は相違する。他の実施例では、第１セット及び第２セットはそれぞれ、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するように構成される。他の実施形態では、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧は、異なる直流電圧である。いくつかの実施例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対して約プラス４５度の角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。他の実施例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対して約マイナス４５度の角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。特定の例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対して４５度よりも大きい、例えば４５度と９０度との間の角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。他の例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対してマイナス４５度よりも大きい、例えば−４５度と−９０度との間の角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。いくつかの例では、装置は、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有してもよい。いくつかの構成では、１つまたは複数の電極またはレンズを、第１多重極の入口開口に配置することができる。他の例では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【００１１】
更なる態様では、進入する粒子ビームの第１イオンを、進入粒子ビームの角度とは異なる第１角度で第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を有する第１多重極を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、第１軌道の角度とは異なる第２角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される装置が開示される。
【００１２】
特定の実施形態では、第１角度は、進入する粒子ビームの角度から約プラス９０度である。他の実施形態では、第１角度は、進入する粒子ビームの角度から約マイナス９０度である。いくつかの例では、第２角度は、第１角度から約プラス９０度または第１角度から約マイナス９０度である。特定の実施形態では、第２角度は、第１角度から約プラスまたはマイナス４５度である。いくつかの構成では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。いくつかの実施形態では、第１セット及び第２セットはそれぞれ、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するように構成される。特定の実施形態では、第１セットの少なくとも１つの極の断面形状は、第２セットの１つの極の断面形状と異なる。いくつかの実施形態では、装置は、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極を有する。他の例では、装置は、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極または少なくとも１つのレンズを有する。いくつかの例では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【００１３】
他の態様では、第１軌道に沿って第１多重極に進入する粒子ビームのイオンを偏向することを包含し、この第１軌道が粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交し、更に、第１軌道の偏向されたイオンを第１多重極を使用して第２軌道に沿って変更することを包含し、この第２軌道が第１軌道に対して実質的に直交する、方法が提供される。
【００１４】
特定の例では、方法は、イオンを第１軌道及び第２軌道に沿って偏向するように、第１多重極でＤＣ電界を構成することを包含する。他の実施例では、方法は、イオンを進入軌道の方向に対して実質的にアンチパラレルな方向の第２軌道に沿って偏向するように、第１多重極を構成することを包含する。いくつかの実施形態では、方法は、イオンを進入軌道の方向に対して実質的に平行な方向の第２軌道に沿って偏向するように、第１多重極を構成することを包含する。特定の実施例では、方法は、少なくとも１つのレンズを使用し、第１多重極を出るイオンを第２軌道に沿って集中させることを包含する。更なる実施例では、方法は、電極のセットを使用し、第１多重極に進入するイオンを集中することを包含する。いくつかの実施形態では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極に異なる直流電圧を印加することを包含する。いくつかの実施例では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極を、第１多重極の他の極と異なる断面形状を有するように構成することを包含する。特定の実施例では、方法は、進入軌道が第１多重極の第１極に対して接線方向となるように構成することを包含する。いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも１つの隣接する電極を使用して第２軌道に沿ってイオンを偏向することを包含する。
【００１５】
他の態様では、第１内部軌道に沿って第１多重極に進入する粒子ビームのイオンを偏向することを包含し、この第１内部軌道は、粒子ビームの進入軌道に実質的に直交し、更に、第１多重極を使用して、第１内部軌道の偏向されたイオンを第２内部軌道に沿って偏向することを包含し、この第２内部軌道は第１内部軌道に対して第１角度にあり、この第１角度はゼロ度よりも大きくかつ９０度よりも小さい（プラスまたはマイナス）、方法が記載される。
【００１６】
特定の構成では、方法は、イオンを第１内部軌道及び第２内部軌道に沿って偏向するように、第１多重極でＤＣ電界を構成することを包含する。他の構成では、方法は、イオンを進入軌道の方向に対して実質的にアンチパラレルな方向の第２内部軌道に沿って偏向するように、第１多重極を構成することを包含する。いくつかの例では、方法は、イオンを進入軌道の方向に対して実質的に平行な方向の第２内部軌道に沿って偏向するように、第１多重極を構成することを包含する。いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも１つのレンズを使用し、第１多重極を出るイオンを第２内部軌道に沿って集中させることを包含する。更なる実施例では、方法は、電極のセットを使用し、第１多重極に進入するイオンを集中することを包含する。他の実施形態では、方法は、異なる直流電圧を第１多重極の少なくとも１つの極、第１多重極の少なくとも２つの極、第１多重極の少なくとも３つの極、または、第１多重極の少なくとも４つの極に印加することを包含する。いくつかの実施例では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極を、第１多重極の他の極と異なる断面形状を有するように構成することを包含する。特定の実施例では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極に印加する電圧を偏向して、第１角度を変化させることを包含する。いくつかの実施例では、方法は、少なくとも１つの隣接する電極を使用して第２内部軌道に沿ってイオンを偏向することを包含する。
【００１７】
更なる態様では、進入する粒子ビームの進入軌道に対して第１角度で第１内部軌道に沿って第１多重極に進入する粒子ビームのイオンを偏向することを包含し、この第１角度は進入する粒子ビームの進入軌道の角度と異なり、更に、第１多重極を使用して第２角度で第２内部軌道に沿って第１内部軌道の偏向されたイオンを偏向することを包含し、この第２内部軌道の第２角度は、第１内部軌道の第１角度と異なる、方法が提供される。
【００１８】
特定の実施例では、方法は、第１多重極の第１電極セットにより形成されるＤＣ電界が、イオンを約９０度（プラスまたはマイナス）の第１角度で偏向するように構成することを包含する。他の実施例では、方法は、第１多重極の第２電極セットにより形成されるＤＣ電界が、イオンを約９０度（プラスまたはマイナス）の第２角度で偏向するように構成することを包含する。いくつかの実施形態では、方法は、第１多重極の第２電極セットにより形成されるＤＣ電界が、イオンを約４５度（プラスまたはマイナス）の第２角度で偏向するように構成することを包含する。特定の実施形態では、方法は、少なくとも１つのレンズを使用し、第１多重極を出るイオンを第２内部軌道に沿って集中させることを包含する。いくつかの実施例では、方法は、電極のセットを使用し、第１多重極に進入するイオンを集中することを包含する。特定の構成では、方法は、異なる直流電圧を第１多重極の少なくとも１つの極、第１多重極の少なくとも２つの極、第１多重極の少なくとも３つの極、または、第１多重極の少なくとも４つの極に印加することを包含する。いくつかの実施例では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極を、第１多重極の他の極と異なる断面形状を有するように構成することを包含する。いくつかの例では、方法は、第１多重極の少なくとも１つの極に印加する電圧を変更して第１角度または第２角度または双方を変更することを包含する。他の例では、方法は、少なくとも１つの隣接する電極を使用して第２内部軌道に沿ってイオンを偏向することを包含する。
【００１９】
他の態様では、サンプル導入装置と、サンプル導入装置に流体連結されるイオン化源と、イオン化源に流体連結される質量分析器とを備え、質量分析器が、進入する粒子ビームの第１イオンを、粒子ビームの進入軌道に実質的に直交する第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を設けた第１多重極を有する装置を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、第１内部軌道に対して実質的に直交する第２内部軌道に沿って導くように構成されるシステムが提供される。いくつかの例では、システムは更に、質量分析器に流体連結される検出器を有してもよい。
【００２０】
特定の構成では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。他の構成では、第１セット及び第２セットのそれぞれは一対の極を有する。いくつかの実施例では、第１セット及び第２セットはそれぞれ、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するように構成される。他の実施例では、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧は、異なる直流電圧である。他の実施形態では、電極は、進入軌道の方向に実質的に平行な方向に向け、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。他の実施形態では、電極は、進入軌道の方向に実質的にアンチパラレルな方向に向け、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。いくつかの実施例では、システムは、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極を有する。他の実施例では、システムは、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する。特定の実施例では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【００２１】
更なる態様では、サンプル導入装置と、サンプル導入装置に流体連結されるイオン化源と、イオン化源に流体連通されるイオン流ガイドとを備え、イオン流ガイドが、進入する粒子ビームの第１ビームを、粒子ビームの進入軌道に対して実質的に直交する第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を有する第１多重極を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、導かれた第１軌道に対して第１角度で第２内部軌道に沿って導くように構成され、第２内部軌道の第１角度は、ゼロ度よりも大きくかつ９０度（マイナスのプラス）よりも小さい、システムが記載される。いくつかの例では、システムは更に、イオン流ガイドに流体連結される質量分析器を備える。いくつかの例では、システムは更に、質量分析器に流体連結される検出器を有する。
【００２２】
特定の例では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。更なる態様では、第１セット及び第２セットのそれぞれは一対の極を有する。いくつかの例では、第１極セット及び第２極セットの１つの極の断面形状は相違する。他の実施形態では、第１セット及び第２セットはそれぞれ、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するように構成される。他の構成では、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧は、異なる直流電圧である。いくつかの実施例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対して約４５度（プラスまたはマイナス）の角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。いくつかの実施例では、電極は、第１イオンを、第１内部軌道の角度に対して約４５度（プラスまたはマイナス）よりも大きな角度で第２内部軌道に沿って導くように構成される。いくつかの実施形態では、システムは、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する。他の実施形態では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【００２３】
更なる態様では、サンプル導入装置と、サンプル導入装置に流体連結されるイオン化源と、イオン化源に流体連結されるイオン流ガイドとを備え、イオン流ガイドが、進入する粒子ビームの第１イオンを、進入する粒子ビームの角度と異なる第１角度で第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように構成される複数の電極を設けた第１多重極を有する装置を備え、第１多重極の複数の電極は更に、導かれた第１イオンを、第１内部軌道の角度と異なる第２角度で第２内部軌道に沿って導くように構成されるシステムが提供される。いくつかの実施形態では、システムは、イオン流ガイドに流体連結される質量分析器を備える。いくつかの実施形態では、システムは、質量分析器に流体連結される検出器を有する。
【００２４】
特定の構成では、第１角度は、進入する粒子ビームの角度から約９０度（プラスまたはマイナス）である。他の実施例では、第２角度は、第１角度から約９０度（プラスまたはマイナス）である。いくつかの実施例では、第２角度は、第１角度から約４５度（プラスまたはマイナス）である。特定の実施形態では、第１多重極の第１極セットは、第１イオンを第１内部軌道に沿って導くように構成され、第１多重極の第２極セットは、第２内部軌道に沿って第１イオンを導くように構成される。他の実施形態では、第１極セット及び第２極セットはそれぞれ、第１多重極のそれぞれの電極に印加される直流電圧を使用してＤＣ電界を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、第１セットの少なくとも１つの極の断面形状は、第２セットの１つの極の断面形状と相違する。特定の実施例では、システムは、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極を有する。他の実施形態では、システムは、第１多重極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する。いくつかの例では、第１多重極はＤＣ四重極として構成される。
【００２５】
他の態様では、進入する粒子ビームの第１イオンを、粒子ビームの進入軌道に実質的に直交する第１内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように一緒に構成する第１極及び第２極を備える装置が開示される。いくつかの例では、装置は、導かれた第１イオンを、第１内部軌道の第１角度と異なる第２角度を有する第２内部軌道に沿って効果的に導くＤＣ電界を形成するように一緒に構成する第３及び第４極を有してもよい。特定の実施例では、第３及び第４極で形成されるＤＣ電界は、導かれた第１イオンを約９０度（プラスまたはマイナス）の第２角度で効果的に導く。他の例では、第３及び第４極で形成されるＤＣ電界は、導かれた第１イオンを約９０度（プラスまたはマイナス）よりも小さくかつゼロ度よりも大きい第２角度で効果的に導く。いくつかの構成では、第３及び第４極で形成されるＤＣ電界は、導かれた第１イオンを約４５度（プラスまたはマイナス）の第２角度で効果的に導く。特定の実施例では、装置は、第１及び第２極の入口開口に位置する少なくとも１つの電極を有する。他の実施例では、装置は、第１及び第２極の出口開口に位置する少なくとも１つの電極を有する。いくつかの実施例では、装置は、第１及び第２極の出口開口に位置する少なくとも１つのレンズを有する。
【００２６】
更なる属性、特徴及び態様について、以下により詳細に記載する。
特定の特徴、属性、構成及び態様について、以下の詳細な説明において、非制限的な例示的実施形態による添付図面を参照して更に説明し、ここで、図面を通して同様な参照数字は同様な部分を示す。しかし、理解すべきであるように、ここに記載の装置及び方法は、図に記載の装置及び手段に正確に制限されるものではない。図において
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】特定の構成による二重曲げ多重極の１つの実施形態の概略図である。
【図１Ｂ】特定の構成による二重曲げ多重極の１つの実施形態の概略図である。
【図２Ａ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図２Ｂ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図３Ａ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図３Ｂ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図４Ａ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図４Ｂ】特定の構成による二重曲げ多重極の他の実施形態の概略図である。
【図５】特定の構成による、１つの多重極の幾何学形態が他の多重極の幾何学形態とは異なる二重曲げ多重極の実施形態の説明である。
【図６】特定の構成による、１つの多重極の幾何学形態が他の多重極の幾何学形態とは異なる二重曲げ多重極の実施形態の説明である。
【図７】特定の構成による、２つの多重極の幾何学形態が異なる二重曲げ多重極の実施形態の説明である。
【図８】特定の構成による、単一曲げ多重極に流体連結される二重曲げ多重極の説明である。
【図９】特定の構成による、互いに流体連結される２つの二重曲げ多重極の説明である。
【図１０】特定の構成による、多重極の入口開口及び出口開口の近くに位置する電極を有する多重極の説明である。
【図１１】特定の構成による、多重極の入口開口及び出口開口の近くに位置する電極を有する多重極の説明である。
【図１２】特定の実施形態による、二重曲げ多重極を有するシステムのブロック図である。
【図１３】特定の構成による、イオン流ガイドの種々の構成を示す。
【図１４】特定の構成による、イオン流ガイドの種々の構成を示す。
【図１５】特定の構成による、イオン流ガイドの種々の構成を示す。
【図１６】特定の構成による、イオン流ガイドの種々の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
それ以外をここに記載しない限り、ここに記載の装置の開口、電極または他の構造部材に対して、特定のサイズ、寸法または幾何学形態を意図するものではない。
【００２９】
詳細な説明
以下の説明では、装置及び方法を説明するために、特定の電極、ＤＣ電界、イオン軌道経路等の特定の詳細が説明されているが、説明目的のためであり、制限するものではない。しかし、装置及び方法は、これらの特定の詳細から逸れる他の実施形態において実施し得ることは、本開示の利点を考慮して、当業者に明らかである。既知の信号、回路、閾値、構成要素、粒子、粒子流、作動モード、技術、プロトコル、及び、内部または外部のいずれか、電極、周波数等のハードウェア構成の詳細な説明は、説明を不明瞭としないために省略してある。特定の実施形態では、ここに記載のＤＣ電界は、装置にイオンが進入する及び／または抜出る際に、印加された電圧は、全体的に変化しない、例えば実質的に一定である、静的な電界と考えてもよい。
【００３０】
以下により詳細に説明するように、単一多重極は、単一多重極内に多数の異なる方向で進入する粒子ビームのイオンを二重に曲げることができる２つの異なる静的電界を形成するために使用することができる。いくつかの構成では、第１多重極を使用してイオンを二重に曲げることにより、進入する粒子ビーム内の光子及び／または他の望ましくない種を、第１多重極を出るビームから除去することができる。単一多重極を使用する二重曲げは、更に、システム構成を単純化することができる。特定の実施形態では、イオンを二重に曲げるために単一の多重極を使用することは、例えば準安定アルゴンである準安定種から放出される光子をより好適に除去するために提供してもよい。例えば、典型的なデフレクタのエネルギは、アルゴンとイオンとの間に衝突を生じさせ、準安定アルゴンを生成することができ、これは弛緩するときに光子を放出することができる。単一多重極を使用する二重曲げは、検出すべき信号と干渉する準安定放出を最小とし、イオン光学系の全長を減少することができる。
【００３１】
特定の曲げ角度及びこのような曲げ角度を形成する電圧パラメータを以下に説明するが、曲げの正確な角度を変更してもよく、ここでは例示的な角度を説明する。特有の角度が特定されている場合、この角度は特定されたものと正確に同じであることは必要なく、代りに、例えば、数度（１〜２度）から約５度まで変更してもよい。角度が記載されている場合、この角度は基準軌道経路からプラスまたはマイナスとしてもよい。当業者であれば、この記載を考慮して、所要の二重曲げを形成するために使用される電圧パラメータは、イオンエネルギ、システム内の圧力、及び／または、イオンビーム内に存在する干渉種のレベルにしたがって変更してもよいことが認められる。
【００３２】
特定の構成では、ここに記載の方法及び装置は、例えば所要の内部経路または多重極内の経路である所要の経路に沿ってイオンを効果的に導くことができる。他の用途に加え、ここに記載の例示的な実施形態は、イオンビームが反応セル、衝突セル及び／または質量分析器内に導入する前に、質量分析計に用い、イオン源で形成される粒子流内に共存し得る他の元素から対象とするイオンを分離してもよい。いくつかの例では、装置は、一緒に機能してイオンビームを二重に曲げるように構成し、または、正確な極の幾何学形状及び印加される電圧にしたがって、例えば、２つの極のセットである極セットとして機能することができる。
【００３３】
特定の構成において、図１Ａを参照すると、多極１００は、ハウジング１０５内の四重極構成に配置される極１１０〜１４０を有する。ハウジング１０５は、例えば、イオン及び／もしくは光子または物品を有するビームであるビーム（図１Ａには示してない）が第１軌道経路１５２に沿ってハウジング内に入ることを可能とする入口ポート１０７を有してもよく、これは全体的に第１多重極１００の第１極１１０に対して接線方向である。ビームが極１１０〜１４０に出会うと、最初に、ビーム軌道を経路１５４に沿わせる方向に曲げられる。軌道１５４に沿って移動するようにイオンが曲げられた後。極１１０〜１４０は更に、第２内部経路１５４に沿うビームを、第３軌道１５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口１０９を通してハウジング１０５を出る。多重極１００内のイオンビーム１５０の全体の経路は、図１Ｂに示してあり、ここでは明瞭にするために経路１５２，１５４及び１５６を除去してある。進入経路１５２がゼロ角度と考えられる場合、ビーム１５０は最初に経路１５２から経路１５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路１５４から経路１５６に向けて約−４５度曲げられる。多重極１１０〜１４０のそれぞれに適切が電圧を印加し、多重極１００内でのこのようなビーム１５０の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極１１０〜１４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極１１０〜１４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極１１０〜１４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、ビーム１５０の二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。図１Ａ及び１Ｂに示す方法でビーム１５０を二重曲げする例示的なＤＣ電圧は変化することができる。いくつかの例では、極１１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極１２０に印加する電圧は、約−１０３ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極１３０に印加する電圧は、約−１３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極１４０に印加する電圧は、約−３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。しかし、ここに述べるように、いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極１１０〜１４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３４】
特定の実施形態では、イオンビームを９０／−９０の構成で二重に曲げることが望ましいことがある。図２Ａを参照すると、多重極２００は、ハウジング２０５内の四重極構成に配置される極２１０〜２４０を有する。ハウジング２０５は、例えばイオン及び／または光子または粒子を有するビームであるビーム（図２Ａには図示してない）が第１軌道経路２５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート２０７を有してもよい。ビームが極２１０〜２４０に出会うと、最初に、ビーム軌道を経路２５４に沿わせる方向に曲げられる。極２１０〜２４０は、経路２５４に沿うビームを、第３軌道２５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング２０５を出る。多重極２００内のビーム２５０の全体の経路は、図２Ｂに示してあり、ここでは明瞭にするために経路２５２，２５４及び２５６を除去してある。進入経路２５２がゼロ角度と考えられる場合、ビーム２５０は最初に経路２５２から経路２５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路２５４から経路２５６に向けて約−９０度曲げられる。多重極２１０〜２４０のそれぞれに適切が電圧を印加し、多重極２００内でのこのようなイオンビーム２５０の９０／−９０の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極２１０〜２４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極２１０〜２４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極２１０〜２４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、ビーム２５０の二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。図２Ａ及び２Ｂに示す方法でビーム２５０を二重曲げする例示的なＤＣ電圧は変化することができる。いくつかの例では、極２１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極２２０に印加する電圧は、約−２００ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極２３０に印加する電圧は、約−１５０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極２４０に印加する電圧は、約−４０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。しかし、ここに述べるように、いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極２１０〜２４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３５】
特定の構成では、イオンビームを９０／９０の構成で二重に曲げることが望ましいことがある。図３Ａを参照すると、多重極３００は、ハウジング３０５内の四重極構成に配置される極３１０〜３４０を有する。ハウジング３０５は、ビーム（図３Ａには図示してない）が第１軌道経路３５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート３０７を有してもよい。ビームが極３１０〜３４０に出会うと、最初に、イオンビーム軌道を経路３５４に沿わせる方向に曲げられる。極３１０〜３４０は、経路３５４に沿うビームを、第３軌道３５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング３０５を出る。多重極３００内のビーム３５０の全体の経路は、図３Ｂに示してあり、ここでは明瞭にするために経路３５２，３５４及び３５６を除去してある。進入経路３５２がゼロ角度と考えられる場合、ビーム３５０は最初に経路３５２から経路３５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路３５４から経路３５６に向けて約＋９０度曲げられる。多重極３１０〜３４０のそれぞれに適切が電圧を印加し、このようなイオンビーム３５０の９０／９０の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極３１０〜３４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極３１０〜３４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極３１０〜３４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、イオンビーム３５０の二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。図３Ａ及び３Ｂに示す方法でビーム３５０を二重曲げする例示的なＤＣ電圧は変化することができる。いくつかの例では、極３１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極３２０に印加する電圧は、約−４０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極３３０に印加する電圧は、約−１５０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極３４０に印加する電圧は、約−２００ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）、並びに／または、使用する特定の極の幾何学形状、及び、イオンエネルギとイオン流ガイド内の圧力と他の要因と共に変化することができる。いくつかの構成では、極３１０及び３３０に印加する電圧は、実質的に同じとしてもよい。更に、多重極３１０〜３４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、図３Ｂに示す方法で所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３６】
いくつかの実施形態では、イオンビームを９０／４５の構成で二重に曲げることが望ましいことがある。図４Ａを参照すると、多重極４００は、ハウジング４０５内の四重極構成に配置される極４１０〜４４０を有する。ハウジング４０５は、ビーム（図４Ａには図示してない）が第１軌道経路４５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート４０７を有してもよい。ビームが極４１０〜４４０に出会うと、最初に、イオンビーム軌道を経路４５４に沿わせる方向に曲げられる。極４１０〜４４０は、経路４５４に沿うビームを、第３軌道４５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング４０５を出る。多重極４００内のイオンビーム４５０の全体の経路は、図４Ｂに示してあり、ここでは明瞭にするために経路４５２，４５４及び４５６を除去してある。進入経路４５２がゼロ角度と考えられる場合、ビーム４５０は最初に経路４５２から経路４５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路４５４から経路４５６に向けて約＋４５度曲げられる。多重極４１０〜４４０のそれぞれに適切が電圧を印加し、このようなイオンビーム４５０の９０／４５の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極４１０〜４４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極４１０〜４４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極４１０〜４４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、ビーム４５０の二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。図４Ａ及び４Ｂに示す方法でビーム４５０を二重曲げする例示的なＤＣ電圧は、変化することができる。いくつかの例では、極４１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極４２０に印加する電圧は、約−３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極４３０に印加する電圧は、約−１３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極４４０に印加する電圧は、約−１０３ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極４１０〜４４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、図４Ｂに示す方法で所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３７】
特定の実施形態では、イオンビームは、９０度（プラスもしくはマイナス）または４５度（プラスもしくはマイナス）に曲げる必要がない。特に、種々の極及びそれに印加する電圧は、０度と９０度との間の任意の角度（イオンビームの流れ経路に対して）でビームを曲げるように選択することができる。例えば、ビームは、約＋１０度、約＋１５度、約＋２０度、約＋２５度、約＋３０度、約＋３５度、約＋４０度、約＋４５度、約＋５０度、約＋５５度、約＋６０度、約＋６５度、約＋７０度、約＋７５度、約＋８０度、約＋８５度または約＋９０度曲げることができる。他の例では、ビームは、約−１０度、約−１５度、約−２０度、約−２５度、約−３０度、約−３５度、約−４０度、約−４５度、約−５０度、約−５５度、約−６０度、約−６５度、約−７０度、約−７５度、約−８０度、約−８５度または約−９０度曲げることができる。曲げ角度を変更するために、１つまたは複数の多重極に印加する電圧を変更することができ、または、極の幾何学形状を変更でき、または、極の幾何学形状と印加する電圧との双方を変更することができる。例えば、図５を参照すると、多重極５００を示してあり、ここでは、極５１０の例えば断面形状である極の幾何学形状が、極５２０〜５４０のものと相違する。電極／極５２０〜５４０は、内側に向く湾曲面と円筒の１／４に対応する形状とを有し、一方、電極５１０は、内側に向く湾曲面を有し、ほぼ円筒の１／８に対応する。いくつかの実施形態では、内側に向く湾曲面は、所要の直交軌道に沿ってイオンを偏向するのを支援することがある。所要の経路にしたがって、他の形状を有する電極（例えば、他の面、形状等）を、湾曲面と組み合わせて、または、これに代えて使用してもよい。例えば、電極の全てまたは一部は、内側に向く面に双曲曲率を設けてもよい。代替的に、電極の全てまたは一部は、所要経路に沿って偏向することができる適切な角度に設定した内側に向く平坦面を有してもよい。ハウジング５０５は、ビーム（図示してない）が第１軌道経路５５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート５０７を有してもよい。ビームが極５１０，５３０に出会うと、最初に、ビーム軌道を経路５５４に沿わせる方向に曲げられる。極５２０，５４０は、経路５５４に沿うイオンを、第３軌道５５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング５０５を出る。進入経路５５２がゼロ角度と考えられる場合、ハウジング５０５に進入するイオンビームは、最初に経路５５２から経路５５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路５５４から経路５５６に向けて約−４５度曲げられる。多重極５１０〜５４０のそれぞれに適切が電圧を印加し、このようなビーム４５０の９０／−４５の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極５１０〜５４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極５１０〜５４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極５１０〜５４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、イオンビームの二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。多重極５００を使用してイオンビームを９０／−４５の態様で二重に曲げるための例示的なＤＣ電圧は変更することができる。いくつかの例では、極５１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極５２０に印加する電圧は、約−１０２ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極５３０に印加する電圧は、約−１３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極５４０に印加する電圧は、約−３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極５１０〜５４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、図５に示す方法で所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３８】
他の構成では、１つの多重極の幾何学形状、例えば断面形状が極５１０と異なる多重極６００を図６に示してある。多重極６００は、幾何学形状が極５１０と異なる極６１０と、極６２０〜６４０とを有する。電極／極６２０〜６４０は、内側に向く湾曲面と、円筒の１／４に対応する形状とを有し、一方、電極６１０は、内側に向く湾曲面を有し、全体的に円筒の１／１６に対応する。ハウジング６０５は、イオンビーム（図示してない）が第１軌道経路６５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート６０７を有してもよい。ビームが極６１０，６３０に出会うと、最初に、ビーム軌道を経路６５４に沿わせる方向に曲げられる。極６２０，６４０は、経路６５４に沿うビームを、第３軌道６５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング６０５を出る。進入経路６５２がゼロ角度と考えられる場合、ハウジング６０５に進入するイオンビームは、最初に経路６５２から経路６５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路６５４から経路６５６に向けて約マイナス２５度曲げられる。多重極６１０〜６４０のそれぞれに適切な電圧を印加し、イオンビームの９０／−２５の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極６１０〜６４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極６１０〜６４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極６１０〜６４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、イオンビームの二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。多重極６００を使用してビームを９０／−２５の態様で二重に曲げるための例示的なＤＣ電圧は変更することができる。いくつかの例では、極６１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極６２０に印加する電圧は、約−９９ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極６３０に印加する電圧は、約−１３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極６４０に印加する電圧は、約−３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極６１０〜６４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、図６に示す方法で所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００３９】
特定の構成では、図５及び６は１つの極だけの幾何学形状が他の３つの極と異なる多重極を示すが、多重極の１つより多くの極の幾何学形状を変更することが望ましいことがある。図７を参照すると、多重極７１０〜７４０を有する多重極７００を示してある。極７１０，７４０の幾何学形状は、極７２０，７３０のものと異なる。電極／極７２０，７３０は、内側に向く湾曲面と円筒の１／４に対応する形状とを有し、一方、電極７１０，７４０は、内側に向く湾曲面を有し、ほぼ円筒の１／１６に対応する。ハウジング７０５は、ビーム（図示してない）が第１軌道経路７５２に沿ってハウジング内に進入するのを可能とする入口ポート７０７を有してもよい。ビームが極７１０〜７４０に出会うと、最初に、ビーム軌道を経路７５４に沿わせる方向に曲げられる。極７１０〜７４０は、経路７５４に沿うビームを、第３軌道７５６に沿う第２方向に効果的に曲げ、ここで、ビームは典型的には出口開口（図示しない）を通してハウジング７０５を出る。進入経路７５２がゼロ角度と考えられる場合、ハウジング７０５に進入するイオンビームは、最初に経路７５２から経路７５４に向けて約９０度曲げられる。ビームはこの後、経路７５４から経路７５６に向けて約−４５度曲げられる。多重極７１０〜７４０のそれぞれに適切な電圧を印加し、イオンビームの９０／−４５の二重曲げを形成することができる。いくつかの例では、多重極７１０〜７４０の少なくとも２つに印加する電圧は、２つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の例では、多重極７１０〜７４０の少なくとも３つに印加する電圧は、３つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。他の構成では、多重極７１０〜７４０の４つの全てに印加する電圧は、４つの多重極間にＤＣ電界を形成するＤＣ電圧である。いくつかの実施形態では、二重曲げ操作の際、電圧を、例えば、イオンビームの二重曲げ中に実質的な程度に変化しない固定または静的ＤＣ電圧である固定電圧に維持することが望ましいことがある。多重極７００を使用してビームを９０／−４５の態様で二重に曲げるための例示的なＤＣ電圧は変更することができる。いくつかの例では、極７１０に印加するＤＣ電圧は、約−２０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極７２０に印加する電圧は、約−１０１ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、極７３０に印加する電圧は、約−１３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとし、及び、極７４０に印加する電圧は、約−３０ボルトＤＣ＋／−２０ボルトＤＣとしてもよい。いずれかの特定の極に印加する正確な電圧は、所要の曲げ角度（複数可）及び／または使用する特定の極の幾何学形状と共に変化することができる。更に、多重極７１０〜７４０の１つに印加する電圧を、ここに挙げた例示的な値から変更する場合、図７に示す方法で所要の二重曲げを形成するために他の極に印加する電圧を変更することが望ましいことがある。
【００４０】
特定の構成では、図１Ａ〜７に示す極は、全体的に四重極態様に配置される。例えば、ＤＣ四重極は、複数の極／電極に直流電圧を印加することにより形成することができる。いくつかの例では、直流電圧は、いずれの高周波を含まずに印加してもよい。例えば、直流電圧だけが印加され、例えば、ＤＣ電界を形成するために使用される電極に高周波のない信号またはエネルギが供給される。図に記載の経路は近似を表し、いずれかの偏向されるイオンの実際の経路は、例えば電界の強さ等の多くの要因に基づいて変化することがあることを再度注目すべきである。それにもかかわらず、記載の経路は、特定の実施形態の作用に関連する考察のために有益なツールを提供する。四重極で形成されるＤＣ電界によりイオンが沿って導かれる経路は、偏向を意図する用途にしたがって変更してもよい。他の用途に加え、単一の多重極内の二重偏向は、光子、中性物質、逆向きに荷電されたイオン、及び／または、粒子流中に存在することのある他の追加元素から分析すべきイオンを分離するために使用してもよい。ソースから供給される粒子流が開口から極間のスペース内に通過すると、四重極の異なる極／電極にＤＣ電圧を印加することで形成されるＤＣ四重極の電界が、流れ内のイオンを二重に偏向または導く。二重に偏向されたイオンは、第１ＤＣ四重極から出て、例えば検出器または他の構成部材である第１ＤＣ四重極の下流側の他の装置に供給してもよい。しかし、粒子流内の光子及び中性物質は、ＤＣ四重極で形成される電界により影響を受けず、イオンビームの出口角度とは異なる角度でＤＣ四重極を出ることができる。ＤＣ四重極内の極の位置決めにより生成される共通スペースを通過するイオンの二重偏向により、中性物質、光子、及び／または、粒子内の他の元素から検出すべきイオンを効果的に分離することができる。
【００４１】
ＤＣ四重極内の二重曲げによりイオンビームから望ましくない種を除去するために十分でない例では、第２ＤＣ四重極を第１四重極に流体連結することができる。例えば、特定のサンプルについて、第１ＤＣ多重極内の二重曲げでも、粒子流内の望ましくない種を、第１ＤＣ多重極から出る流れ内に残留することを可能とすることがある。特に、粒子流内の望ましくない元素の一部は、第１ＤＣ多重極を出る分析すべきイオンを拡散し、散乱させ、及び／または、それ以外で追従することがある。存在する粒子流を、第２ＤＣ四重極のＤＣ四重極電界を通るときに３回目の曲げにより、分析器（図示しない）に入る望ましくない元素の数を更に減少することがある。例えば、イオンビームの単一曲げを効果的に形成する第２ＤＣ四重極が、第１ＤＣ四重極内にイオンビームを効果的に二重曲げする第１ＤＣ四重極に流体連結してもよい。このような構成の最終結果は、第１ＤＣ四重極内の２回の曲げと第２ＤＣ四重極内の第３曲げとでイオンビームを合計３回曲げる。図８を参照すると、極８１０〜８４０を有する二重曲げ多重極８０２を設けたシステム８００が示されている。ビームは、開口８０７を介して第１多重極８０２に入り、極８１０〜８４０により二重に曲げられ、第１多重極８０２の出口開口（図示しない）を通して出口軌道８５０において第１多重極８０２を出る。出口軌道８５０は、例示のために９０／−９０曲げから形成されるように示してあるが、ここに記載のように、例えば９０／−４５曲げ、９０／−２５曲げ、９０／９０曲げ等の他の曲げ角度も可能である。この後、ビーム８５０は、極８６０〜８９０を有する第２多重極８５２に、第２多重極８５２のハウジング内の開口８５７を通して入る。必要な場合には、第１多重極８０２と第２多重極８５２とは、共通のハウジング内に存在することができる。極８６０〜８９０は、開口８５７を通る入口軌道に実質的に直交する方向にビームを効果的に単一曲げする。単一曲げ多重極の実施例は、例えば、共に譲渡された米国出願第１４／０６０，１２０号で見出すことができ、その全体の開示は全ての目的のために、参照することにより、ここに包含される。この後、ビームは、多重極８５２の出口開口（図示しない）を介して、全体的に経路８９５に沿う方向に、第２多重極８５２を出る。一方の多重極が二重曲げ多重極である２つの別個の多重極を使用してビームを２回より多く曲げることにより、対象とする所要のイオンから干渉する種を良好に分離可能としてもよい。
【００４２】
他の構成では、それぞれの四重極内でイオンビームを二重曲げするように構成された２以上のＤＣ四重極を流体連結することが望ましいことがある。２つの異なるＤＣ四重極を使用するイオンビームの二重曲げの効果は、例えば、合計４回の曲げである少なくとも４つの異なる角度の軌道の変化を提供する。軌道変化の数を増加することにより、対象とする所要のイオンからイオンビーム内の望ましくない種のより効果的な分離を達成することがある。図９を参照すると、極９１０〜９４０を有する二重曲げ多重極９０２を設けたシステム８００が示されている。ビームは、開口９０７を介して第１多重極９０２に入り、極９１０〜９４０により二重に曲げられ、第１多重極９０２の出口開口（図示しない）を通して出口軌道９５０において第１多重極９０２を出る。出口軌道９５０は、例示のために９０／−９０曲げから形成されるように示してあるが、ここに記載のように、例えば９０／−４５曲げ、９０／−２５曲げ、９０／９０曲げ等の他の曲げ角度も可能である。この後、ビーム９５０は、極９６０〜９９０を有する第２多重極９５２に、第２多重極９５２のハウジング内の開口９５７を通して入る。必要な場合には、第１多重極９０２と第２多重極９５２とは、共通のハウジング内に存在することができる。極９６０〜９９０は、ビームを、例えば−９０／＋４５曲げを形成する方向に、効果的に二重曲げを行う。この後、ビームは、多重極９５２の出口開口（図示しない）を介して、全体的に経路９９５に沿う方向に、第２多重極９５２を出る。２つの別個の二重曲げ多重極を使用して３回よりも多く、ビームを曲げることにより、対象とする所要のイオンから干渉する種をより良好に分離することを可能としてもよい。
【００４３】
特定の構成では、１つまたは複数の入口電極及び／または入口レンズを使用し、多重極に入る前にビームを集束することが望ましいことがある。他の例では、１つまたは複数の出口電極及び／または入口レンズを使用してビームが多重極を出た後にビームを集束することが望ましいことがある。更なる構成では、１つまたは複数の入口電極及び／または入口レンズを使用して、多重極に入る前にビームを集束すること、並びに、１つまたは複数の出口電極及び／または入口レンズを使用して、ビームが多重極を出た後にビームを集中させることが望ましいことがある。図１０を参照すると、四重極が、電極／極１０１０〜１０４０を有して示してある。入口レンズ１０５５ａ，１０５５ｂは、極１０３０に近接して存在する。レンズ１０５５ａ，１０５５ｂに印加する正確な電圧は変更可能であるが、図１０では１０５５ｂに−３５ボルトとして示してある。特定の構成では、ＤＣ多重極を出る偏向されたイオンは、多重極を出た後に偏向されたイオンが通過する「レンズ」を設けることにより、経路に沿って集中させてもよい。レンズは、単一のレンズまたはレンズの組み合わせを有してもよい。例えば、図１０を参照すると、入口レンズ１０６５ａ，１０６５ｂ（図１０に−７５ボルトで示す）は、極１０２０，１０４０と第２レンズ１０６６との間に配置され、これは、例えば円筒状のアインツェルレンズの形態をとってもよい。いくつかの例では、アインツェルレンズは、シリンダに接地電位（０Ｖ）と内側レンズ（シリンダ内部）に−２０Ｖとを有する。追加レンズ１０６７ａ，１０６７ｂは、極と、他の領域、例えば異なる圧力領域またはいくつかの下流領域との間に存在してもよい。９０／−４５曲げ構成では、レンズ１０６５ａ，１０６５ｂに印加する電圧は約−７５ボルトＤＣでもよい。いくつかの例では、多重極を有するハウジングまたはボックスに電圧を印加することが望ましいことがある。例えば、９０／−４５曲げ構成では、約−４０ボルトのＤＣ電圧をハウジングに印加することができる。必要な場合は、レンズは図１０に示す装置から省略することができる。他の例では、レンズ１０６５ａ，１０６５ｂが、図１０に示す装置から省略され、電極レンズ１０５５ａｍ  １０５５ｂ及び１０６６が維持される。
【００４４】
特定の実施形態では、存在する任意の１つまたは複数のレンズを、多重極の特定の二重曲げ構成にしたがって異なる位置に位置することができる。電極またはレンズがシステムに存在する場合、電極間に形成される開口がビームを受入れるように、電極の位置を調整することが望ましいことがある。図１１を参照すると、極１１１０〜１１４０と、入口レンズ１１５５ａ，１１５５ｂと、出口電極１１６５ａ，１１６５ｂで形成されるレンズとを有する多重極が示されている。電極１１６５ａ，１１６５ｂは、極１１２０に隣接しかつこれに接線方向の平面内に位置し、ビームをレンズ１１６５ａ，１１６５ｂ間の開口を通して極１１１０〜１１４０から受入れる。レンズに印加する正確な電圧は変化することができる。極１１１０〜１１４０がビームを９０／−９０度で二重曲げする場合は、レンズ１１５５ｂに印加する電圧は約−３５ボルトとしてもよい。ＤＣ四重極の外面の側方を通過することで、偏向されたイオンが四重極の電極間の共通スペースを通るときに、所要の経路に対する付着性が増大することがある。いくつかの例では、その回りでイオンが偏向される電極の外面の側方の電極に印加する電位は、陽イオンが偏向される場合は電極のものよりも高くてもよく、陰イオンが偏向される場合の電極のものよりも低くてもよい。特定の構成では、次に−９０曲げを出る偏向されたイオンは、多重極を出た後に偏向されたイオンが通過する「レンズ」を設けることにより、経路に沿って集中させてもよい。レンズは、出ていくイオンが横断する開口を形成する２つのプレート部材１１６５ａ，１１６５ｂを有してもよい。９０／−９０曲げ構成では、レンズ１１６５ｂに印加する電圧は約−７５ボルトＤＣでもよい。いくつかの例では、多重極を有するハウジングまたはボックスに電圧を印加することが望ましいことがある。例えば、９０／−９０曲げ構成では、約−４０ボルトのＤＣ電圧をハウジングに印加することができる。いくつかの例では、アインツェルレンズは、シリンダに接地電位（０Ｖ）と内側レンズ（シリンダ内部）に−２０Ｖとを有する。特定の構成では、アインツェルレンズ１１６６が存在し、レンズ１１６５ａ，１１６５ｂと出口レンズ１１６７ａ，１１６７ｂとの間に位置してもよい。必要な場合は、電極１１５５ａ，１５５ｂ  １１６５ａ  １１６５ｂは、図１１に示す装置から省略することができる。他の例では、出口電極／レンズ１１６５ａ，１１６５ｂは、図１１に示す装置から省略し、レンズ１１５５ａ，１１５５ｂ及び１１６６を維持してもよい。
【００４５】
特定の実施例では、ここに記載の二重曲げ多重極をシステムに使用することができる。システムのブロック図を図１２に示す。システム１２００は、イオン源１２１０と、少なくとも１つの二重曲げ多重極とイオン源に流体連結された選択的サンプル導入装置１２０５とを有する質量分析器１２２０と、質量分析器に流体連結された選択的検出器１２３０とを備える。いくつかの構成では、サンプル導入装置１２１０は、液体サンプルをエアロゾル化するように構成してもよい。例示的なサンプル導入装置は、制限するものではないが、噴霧器、噴霧チャンバ、噴霧ヘッド、及び、同様な装置を有する。イオン源１２１０は、多くの形態をとってもよく、典型的には１つまたは複数のイオンを供給する。いくつかの例では、単一の多重極内でビームを二重曲げ可能なことにより、低出力イオン源、電子放出イオン源、及び、一般的には対象とする１つまたは複数のイオンに多くの汚染物質または干渉種を添加した他のソース等の「汚い」イオン源の使用を可能とし得る。例示的なイオンまたはイオン化源は、制限するものではないが、プラズマ（例えば、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（例えば、電子衝突イオン化、化学イオン化、脱離化学イオン化、負イオン化学イオン化）を使用してサンプル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装置、エレクトロスプレーイオン化装置、探針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、エア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、熱スプレーイオン化、放射性イオン化、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、これらの例示的なイオン化装置の任意の２以上の組み合わせを包含する。質量分析器１２２０は、サンプルの性質、所要の分解能等にしたがって種々の形態を取ってもよく、例示的な質量分析器は、１つまたは複数の二重曲げ多重極、衝突セル、反応セルまたは必要な他の構成部材を包含することができる。検出器１２３０は、例えば、電子増倍管、ファラデーカップ、コーティングされた写真プレート、シンチレーション検出器等、及び、本開示の利益を得る当業者によって選択される他の適切な装置等の既存の質量分析計と共に使用し得る任意の適切な検出装置としてもよい。示してないが、全体システム１２００は、典型的には、マイクロプロセッサ、及び／または、システム１２００に導入されるサンプルの分析に適切なソフトウェアを有するコンピュータシステムを使用して制御される。
【００４６】
特定の特別な実施例を以下に記載し、ここに記載の新規な態様のいくつかを説明する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
図１３を参照すると、図示のＤＣ四重極１３００は、入射ビーム内の特定のイオンを二重曲げすることができる。入射ビームは、ソースまたはノズル１３１０から始まり、デフレクタ入口レンズ１３１２ａ，１３１２ｂで形成される開口間を通過する。ビームは、極１３３０に対して接線方向に通過し、極１３１０〜１３４０で形成されるＤＣ電界に出会う。極１３１０〜１３４０で形成されるＤＣ電界は、ビームを２回曲げる。最初の９０度曲げの後、第２回の−４５度曲げが続く。この後、ビームは極１３２０に接線方向の平面に沿ってＤＣ四重極１３００を出る。図１３に示す構成では、極１３２０〜１３４０は４分円筒状の形態を取り、一方、極１３１０は円筒の１／８として成形される。ビームは、極１３１０〜１３４０を出ると、最初にデフレクタ出口レンズ１３５５に、この後、ビームを更に集束させることができるアインツェルレンズ１３６０に供給される。下流領域の入口レンズ１３６５は、図１３に示す。図１３に示す９０／−４５曲げを行うため、−２０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１３１０に印加され、−１０２ボルトの静的ＤＣ電圧が極１３２０に印加され、−１３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１３３０に印加され、−３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１３４０に印加される。−３５ボルトのＤＣ電圧がレンズ１３１２ａ，１３１２ｂに印加される。−４０ボルトの静的ＤＣ電圧が、極１３１０〜１３４０を収容するボックスに印加される。−７５ボルトの静的ＤＣ電圧がレンズ１３５５に印加される。−２０ボルトの静的ＤＣ電圧がアインツェルレンズ１３６０（シリンダの接地電位（０Ｖ）及びシリンダ内側の内側レンズに−２０Ｖ）に印加される。この実施例では、印加されるＤＣ電圧は、７〜２５４ａｍｕ（電子質量単位）の範囲の質量と、２及び１０ｅＶ間のイオンエネルギとを有するイオンを包含するイオンビームを効果的に導く。必要な場合は、レンズ１３５５，１３６０が共通の構成部材内に配置し、より容易に組立てるようにしてもよい。イオンエネルギが変化し、または、システムの圧力が変化する場合は、特別な電圧パラメータも変化させ、極１３１０〜１３４０により所要の二重曲げを形成してもよい。
【００４８】
実施例２
図１４を参照すると、図示のＤＣ四重極１４００は、入射ビーム内の特定のイオンを二重曲げすることができる。入射ビームは、ソースまたはノズル１４１０から始まり、レンズ１４１２ａ，１４１２ｂで形成される開口間を通過する。ビームは、極１４３０に対して接線方向に通過し、極１４１０〜１４４０で形成されるＤＣ電界に出会う。極１４１０〜１４４０で形成されるＤＣ電界は、ビームを２回曲げる。最初の９０度曲げの後、第２回の−４５度曲げが続く。この後、ビームは極１４２０に接線方向の平面に沿ってＤＣ四重極１４００を出る。図１４に示す構成では、極１４１０〜１４４０のそれぞれは四分円筒状の形態を取る。ビームは、極１４１０〜１４４０を出ると、ビームを更に集束させることが可能なレンズ１４６０に供給される。図１４に示す９０／−４５曲げを行うため、−２０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１４１０に印加され、−１０３ボルトの静的ＤＣ電圧が極１４２０に印加され、−１３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１４３０に印加され、−３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１４４０に印加される。−３５ボルトのＤＣ電圧がレンズ１４１２ａ，１４１２ｂに印加される。−４０ボルトの静的ＤＣ電圧が、極１４１０〜１４４０を収容するボックスに印加される。−７５ボルトの静的ＤＣ電圧がレンズ１４５５に印加される。−２０ボルトの静的ＤＣ電圧がアインツェルレンズ１４６０（シリンダの接地電位（０Ｖ）及びシリンダ内側の内側レンズに−２０Ｖ）に印加される。機器または装置の他の領域の入口レンズ１４６５が示してある。この実施例では、印加されるＤＣ電圧は、７〜２５４ａｍｕの範囲の質量と、２及び１０ｅＶ間のイオンエネルギとを有するイオンを包含するイオンビームを効果的に導く。イオンエネルギが変化し、または、システムの圧力が変化する場合は、特別な電圧パラメータも変化させ、極１４１０〜１４４０により所要の二重曲げを形成してもよい。
【００４９】
実施例３
図１５を参照すると、図示のＤＣ四重極１５００は、入射ビーム内の特定のイオンを二重曲げすることができる。入射ビームは、ソースまたはノズル１５１０から始まり、レンズ１５１２ａ，１５１２ｂで形成される開口間を通過する。ビームは、極１５３０に対して接線方向に通過し、極１５１０〜１５４０で形成されるＤＣ電界に出会う。極１５１０〜１５４０で形成されるＤＣ電界は、ビームを２回曲げる。最初の９０度曲げの後、第２回の−２５度曲げが続く。この後、ビームは極１５２０に接線方向の平面に沿ってＤＣ四重極１５００を出る。図１５に示す構成では、極１５２０〜１５４０は４分円筒状の形態を取り、一方、極１５１０は円筒の１／１６の形態を取る。ビームは、極１５１０〜１５４０を出ると、ビームを更に集束することができるレンズ１５５５及び１５６０に供給される。図１５に示す９０／−２５曲げを行うため、−２０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１５１０に印加され、−９９ボルトの静的ＤＣ電圧が極１５２０に印加され、−１３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１５３０に印加され、−３０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１５４０に印加される。−３５ボルトのＤＣ電圧がレンズ１５１２ａ，１５１２ｂに印加される。−４０ボルトの静的ＤＣ電圧が、極１５１０〜１５４０を収容するボックスに印加される。−７５ボルトの静的ＤＣ電圧がレンズ１５５５に印加される。−２０ボルトの静的ＤＣ電圧がアインツェルレンズ１５６０（シリンダの接地電位（０Ｖ）及びシリンダ内側の内側レンズに−２０Ｖ）に印加される。この実施例では、印加されるＤＣ電圧は、７〜２５４ａｍｕの範囲の質量と、２及び１０ｅＶ間のイオンエネルギとを有するイオンを包含するイオンビームを効果的に導く。イオンエネルギが変化し、または、システムの圧力が変化する場合は、特別な電圧パラメータも変化させ、極１５１０〜１５４０により所要の二重曲げを形成してもよい。
【００５０】
実施例４
図１６を参照すると、図示のＤＣ四重極１６００は、入射ビーム内の特定のイオンを二重曲げすることができる。入射ビームは、ソースまたはノズル１６１０から始まり、レンズ１６１２ａ，１６１２ｂで形成される開口間を通過する。ビームは、極１６３０に対して接線方向に通過し、極１５１０〜１５４０で形成されるＤＣ電界に出会う。極１６１０〜１６４０で形成されるＤＣ電界は、ビームを２回曲げる。最初の９０度曲げの後、第２回の−９０度曲げが続く。この後、ビームは極１６２０に接線方向の平面に沿ってＤＣ四重極１６００を出る。図１６に示す構成では、極１６１０〜１６４０のそれぞれは四分円筒状の形態を取る。ビームは、極１６１０〜１６４０を出ると、最初にレンズ１６５５に、この後、ビームを更に集束させることができるアインツェルレンズ１６６０に供給される。図１６に示す９０／−９０曲げを行うため、−２０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１６１０に印加され、−２０１ボルトの静的ＤＣ電圧が極１６２０に印加され、−１５０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１６３０に印加され、−４０ボルトの静的ＤＣ電圧が極１６４０に印加される。−３５ボルトのＤＣ電圧がレンズ１６１２ａ，１６１２ｂに印加される。−４０ボルトの静的ＤＣ電圧が、極１６１０〜１６４０を収容するボックスに印加される。−７５ボルトの静的ＤＣ電圧がレンズ１６５５に印加される。−２０ボルトの静的ＤＣ電圧がアインツェルレンズ１６６０（シリンダの接地電位（０Ｖ）及びシリンダ内側の内側レンズに−２０Ｖ）に印加される。この実施例では、印加されるＤＣ電圧は、７〜２５４ａｍｕの範囲の質量と、２及び１０ｅＶ間のイオンエネルギとを有するイオンを包含するイオンビームを効果的に導く。イオンエネルギが変化し、または、システムの圧力が変化する場合は、特別な電圧パラメータも変化させ、極１５１０〜１５４０により所要の二重曲げを形成してもよい。
【００５１】
上述の説明では、制限ではなく、説明のために、特定のバルブ、構成、装置、構成部材、技術、サンプル及びプロセス等の具体的な詳細を記載し、本発明の十分な理解を提供している。しかし、当業者であれば、これらの具体的な詳細から離れた他の実施形態において、ここに記載の技術を実施し得ることは明らかである。例えば、弁、センサ、加熱装置、ガス、材料、検体、構成、装置、範囲、温度、構成部材、技術、容器、サンプル及びプロセス等、装置またはシステムに存在しまたは方法に使用される他の部材の詳細は、ここに提示した例示的な実施形態の説明を不明瞭にしないために、省略してある。上述の説明で使用されるように、「内側」、「外側」、「頂」、「底」、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」、「上に」、「下に」、「上部に」、「下部に」、「上へ」、「下へ」、「上側」、「下側」、「前」、「背」、「後」、「前方」及び「後方」の用語は、図に示す配向としたときを基準とした対象を参照するもので、この配向は本発明の目的を達成するためには必要ではない。
【００５２】
ここに記載の態様、実施形態及び実施例の要素を導入する際、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素が存在することを意味することを意図するものである。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」及び「ｈａｖｉｎｇ（有する）」の用語は、非限定的であり、挙げた要素以外の追加的要素が存在してもよいことを意図するものである。当業者であれば、この開示の利点を考慮して、実施例の種々の構成要素は交換または他の実施例の種々の構成要素と置換え可能なことが理解される。特定の態様、実施例及び実施形態を上記で説明してきたが、当業者であれば、この開示の利点を考慮して、開示された例示的な態様、実施例及び実施形態の追加、置換え、変更及び変形が可能なことが認められる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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６】
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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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