JPH08327742A - Charged particle detector - Google Patents
Charged particle detectorInfo
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- JPH08327742A JPH08327742A JP15519195A JP15519195A JPH08327742A JP H08327742 A JPH08327742 A JP H08327742A JP 15519195 A JP15519195 A JP 15519195A JP 15519195 A JP15519195 A JP 15519195A JP H08327742 A JPH08327742 A JP H08327742A
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- gain
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- photomultiplier tube
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイナミックレンジを広くする。
【構成】 透明がラス基板３０の表面には蛍光体のシン
チレータ３２が設けられ、対向する一対の端面の一方に
は光電子増倍管４０ａ、他方には他の光電子増倍管４０
ｂが設置され、両光電子増倍管４０ａ，４０ｂのゲイン
が互いに異なる大きさに設定されている。ガラス基板３
０の裏面及び光電子増倍管４０ａ，４０ｂの設置されて
いない端面には光反射層３６が形成されている。両光電
子増倍管４０ａ，４０ｂにはシンチレータ３２から発生
する光が光反射層３６で反射して同量ずつ入射し、互い
にゲインの異なる出力信号を発生する。
(57) [Summary] [Purpose] To widen the dynamic range. A transparent scintillator substrate 30 is provided with a phosphor scintillator 32 on the surface thereof. A photomultiplier tube 40a is provided on one of a pair of opposing end faces and another photomultiplier tube 40 is provided on the other end face.
b is installed, and the gains of both photomultiplier tubes 40a and 40b are set to different magnitudes. Glass substrate 3
A light reflection layer 36 is formed on the back surface of No. 0 and the end surface where the photomultiplier tubes 40a and 40b are not installed. Light generated from the scintillator 32 is reflected by the light reflection layer 36 and is incident on both photomultiplier tubes 40a and 40b by the same amount, and output signals having different gains are generated.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば質量分析計など
の測定機器に使用され、イオンや電子を検出する荷電粒
子検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle detector for use in measuring equipment such as a mass spectrometer and for detecting ions and electrons.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１に質量分析装置で使用されているイ
オン検出装置の例を示す。質量分析器４で質量分離され
たイオン２は、そのイオンと反対電荷の高電圧（３〜１
０ｋＶ）が印加された変換ダイノード６に入射して電子
に変換される。その電子８は透明カラス基板１０の表面
に設けられた螢光体のシンチレータ１２で光に変換され
る。シンチレータ１２の表面には電子を引き寄せ、加速
するために電極１４が形成されており、その電極１４に
は変換ダイノード６に対して２〜３ｋＶ以上の正の電圧
が印加されている。シンチレータ１２で発生した光は基
板１０の裏面側から光電子増倍管１８に導かれ、電子電
流として増幅されて出力される。光電子増倍管１８の出
力は増幅器２０でさらに増幅されて出力として取り出さ
れる。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of an ion detector used in a mass spectrometer. The ions 2 mass-separated by the mass analyzer 4 have a high voltage (3-1
0 kV) is applied to the conversion dynode 6 and is converted into electrons. The electrons 8 are converted into light by a fluorescent scintillator 12 provided on the surface of the transparent glass substrate 10. An electrode 14 is formed on the surface of the scintillator 12 for attracting and accelerating electrons, and a positive voltage of 2 to 3 kV or more is applied to the conversion dynode 6 on the electrode 14. The light generated by the scintillator 12 is guided to the photomultiplier tube 18 from the back surface side of the substrate 10, amplified as an electron current, and output. The output of the photomultiplier tube 18 is further amplified by the amplifier 20 and taken out as an output.
【０００３】この検出装置のゲインは光電子増倍管１８
のダイノードに印加する電圧や増幅器２０のゲインによ
り設定されるが、そのゲインは適当な１つの値に設定さ
れている。質量分析装置の検出器としてはイオンを電子
増倍管で直接検出する方法もあるが、いずれにしても検
出装置のゲインは１つの値に設定されている。The gain of this detector is the photomultiplier tube 18
The gain is set by the voltage applied to the dynode and the gain of the amplifier 20, and the gain is set to an appropriate value. As a detector of the mass spectrometer, there is a method of directly detecting ions by an electron multiplier, but in any case, the gain of the detector is set to one value.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】通常の測定では入力信
号のレベルが不明であるため、予め設定されたゲインが
大きすぎると出力信号が頭打ちになったり、リニアリテ
ィが悪くなったりする。逆に、予め設定されたゲインが
小さすぎると回路系の雑音に埋もれたりする。そのた
め、適当なゲインで測定しようとすれば、入力信号のレ
ベルに応じてゲインを適当な値に設定し直し、再度測定
を行なわなければならない。本発明は広範囲の入力信号
レベルに対応できるようにダイナミックレンジの広い検
出装置を提供することを目的とするものである。Since the level of the input signal is unknown in ordinary measurement, if the preset gain is too large, the output signal will reach a peak or the linearity will deteriorate. On the contrary, if the preset gain is too small, it may be buried in the noise of the circuit system. Therefore, in order to measure with an appropriate gain, it is necessary to reset the gain to an appropriate value according to the level of the input signal and perform the measurement again. An object of the present invention is to provide a detection device having a wide dynamic range so that it can handle a wide range of input signal levels.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子検出装
置では、透明ガラス基板の表面にシンチレータが形成さ
れ、その透明ガラス基板の対向する一対の端面には互い
にゲインの異なる光電子増倍管がそれぞれ設置され、そ
の透明ガラス基板の裏面及び光電子増倍管の設置されて
いない端面が光反射面になっている。In the charged particle detector of the present invention, a scintillator is formed on the surface of a transparent glass substrate, and photomultiplier tubes having different gains are provided on a pair of end faces of the transparent glass substrate which face each other. The rear surface of each transparent glass substrate and the end surface where the photomultiplier tube is not installed are light reflecting surfaces.
【０００６】[0006]
【作用】対向する一対の端面に設けられた２つの光電子
増倍管にはシンチレータで発生した光がほぼ同量ずつ入
射する。しかし、その２つの光電子増倍管のゲインは互
いに異なっているため、ゲインの異なる２つの検出信号
が得られる。入力信号のレベルが小さい場合にはゲイン
の大きい側の光電子増倍管からの出力を採用し、入力信
号のレベルが大きい場合にはゲインの小さい側の光電子
増倍管からの出力を採用することによって、ダイナミッ
クレンジを広げることができる。The light generated by the scintillator is incident on the two photomultiplier tubes provided on the pair of end faces facing each other in substantially equal amounts. However, since the gains of the two photomultiplier tubes are different from each other, two detection signals having different gains can be obtained. When the level of the input signal is low, the output from the photomultiplier tube with the higher gain is used, and when the level of the input signal is high, the output from the photomultiplier tube with the lower gain is adopted. Can widen the dynamic range.
【０００７】[0007]
【実施例】図２は第１の実施例を表わしたものである。
透明がラス基板３０の表面には蛍光体のシンチレータ３
２が設けられ、シンチレータ３２の表面には変換ダイノ
ード６（図１参照）からの電子８を引き付ける電圧を印
加する電極３４が形成されている。シンチレータ３２と
しては種々の材料を使用することができるが、一例とし
てはＲＭＡ番号でＰ４７の螢光体Ｙ2ＳｉＯ5；Ｃｅをあ
げることができる。電極３４は例えばアルミニウム蒸着
膜であり、電子が通過できるような薄さ、例えば５００
〜１０００Åの厚さに形成されている。EXAMPLE FIG. 2 shows a first example.
A transparent scintillator 3 made of a phosphor is formed on the surface of the substrate 30.
2 is provided, and an electrode 34 for applying a voltage that attracts the electrons 8 from the conversion dynode 6 (see FIG. 1) is formed on the surface of the scintillator 32. Although various materials can be used as the scintillator 32, the phosphor Y 2 SiO 5 ; Ce having an RMA number of P47 can be given as an example. The electrode 34 is, for example, a vapor-deposited aluminum film, and is thin enough to allow passage of electrons, for example, 500
It is formed to a thickness of ~ 1000Å.
【０００８】基板３０の対向する一対の端面の一方には
光電子増倍管４０ａ、他方には他の光電子増倍管４０ｂ
がそれぞれ設置されている。光電子増倍管４０ａのゲイ
ンが光電子増倍管４０ｂのゲインよりも大きくなるよう
に、それぞれの光電子増倍管４０ａ，４０ｂのダイノー
ドに印加される電圧が設定されている。A photomultiplier tube 40a is provided on one of a pair of opposing end faces of the substrate 30, and another photomultiplier tube 40b is provided on the other end surface.
Are installed respectively. The voltage applied to the dynodes of the photomultiplier tubes 40a and 40b is set so that the gain of the photomultiplier tube 40a is larger than the gain of the photomultiplier tube 40b.
【０００９】透明ガラス基板３０の裏面及び光電子増倍
管４０ａ，４０ｂの設置されていない端面には、光反射
層３６としてアルミニウム蒸着膜等の金属膜が形成され
ている。両光電子増倍管４０ａ，４０ｂにはシンチレー
タ３２から発生する光が光反射層３６で反射して同量ず
つ入射する。４２ａ，４２ｂはそれぞれ光電子増倍管４
０ａ，４０ｂの出力を増幅する増幅器であり、増幅器４
２ａ，４２ｂのゲインは互いに等しくてもよく異なって
いてもよいが、光電子増倍管４０ａと増幅器４２ａを組
み合わせたゲインと光電子増倍管４０ｂと増幅器４２ｂ
を組み合わせたゲインとが互いに異なるように設定され
ている。On the back surface of the transparent glass substrate 30 and the end surface where the photomultiplier tubes 40a and 40b are not installed, a metal film such as an aluminum vapor deposition film is formed as the light reflection layer 36. The light generated from the scintillator 32 is reflected by the light reflection layer 36 and is incident on both photomultiplier tubes 40a and 40b by the same amount. 42a and 42b are photomultiplier tubes 4 respectively.
0a, 40b is an amplifier that amplifies the output, the amplifier 4
The gains of 2a and 42b may be equal to or different from each other, but the gain obtained by combining the photomultiplier tube 40a and the amplifier 42a, the photomultiplier tube 40b and the amplifier 42b are combined.
The combined gain is set so as to be different from each other.
【００１０】ガラス基板３０の厚さはその端面に光電子
増倍管４０ａ，４０ｂが設置できる厚さであればよく、
光電子増倍管４０ａ，４０ｂの開口径に対応した厚さで
ある。例えば光電子増倍管４０ａ，４０ｂの開口径が１
０〜２０ｍｍであれば、ガラス基板３０の厚さも１０〜
２０ｍｍとすればよい。The glass substrate 30 may have any thickness as long as the photomultiplier tubes 40a and 40b can be installed on the end surface thereof.
The thickness corresponds to the opening diameter of the photomultiplier tubes 40a and 40b. For example, the aperture diameter of the photomultiplier tubes 40a and 40b is 1
If the thickness is 0 to 20 mm, the thickness of the glass substrate 30 is also 10 to
It may be 20 mm.
【００１１】この実施例においては質量分析器からのイ
オンが変換ダイノード６で電子８に変換され、電子８は
変換ダイノード６に対して２〜３ｋＶ以上の正の電圧に
より引き寄せられてシンチレータ３２に入射する。電子
８が入射することによってシンチレータ３２から発生し
た光は、ほぼ同量の光に分割されて光電子増倍管４０ａ
と４０ｂに入射する。光電子増倍管４０ａに入射した光
は、高レベル出力信号として増幅器４２ａから出力さ
れ、光電子増倍管４０ｂに入射した光は、低レベル出力
信号として４２ｂから出力される。In this embodiment, ions from the mass spectrometer are converted into electrons 8 at the conversion dynode 6, and the electrons 8 are attracted to the conversion dynode 6 by a positive voltage of 2 to 3 kV and incident on the scintillator 32. To do. The light emitted from the scintillator 32 due to the incidence of the electrons 8 is split into almost the same amount of light, and the photomultiplier tube 40a.
And 40b. The light entering the photomultiplier tube 40a is output from the amplifier 42a as a high level output signal, and the light entering the photomultiplier tube 40b is output from 42b as a low level output signal.
【００１２】シンチレータ３２への入射強度が強い場合
は、増幅器４２ａの出力信号は歪を生じるが、増幅器４
２ｂからの出力信号はゲインが低いため、正しい結果を
示す。また、逆に入射強度が弱い場合には増幅器４２ｂ
からの出力信号は回路雑音によりＳ／Ｎ比が悪くなる
が、増幅器４２ａからの出力信号では回路雑音に比べて
大きい信号をもつ高レベル出力信号として出力される。
したがって、入射強度の強弱に応じて増幅器４２ｂと４
２ａの出力を使いわけることができる。When the incident intensity on the scintillator 32 is strong, the output signal of the amplifier 42a is distorted, but the amplifier 4a
The output signal from 2b has a low gain and thus gives a correct result. On the contrary, when the incident intensity is weak, the amplifier 42b
Although the S / N ratio of the output signal from the amplifier is deteriorated by the circuit noise, the output signal from the amplifier 42a is output as a high level output signal having a larger signal than the circuit noise.
Therefore, the amplifiers 42b and 4b are connected in accordance with the intensity of the incident light.
The output of 2a can be used properly.
【００１３】図３は第２の実施例を示したものである。
この実施例では２枚の透明ガラス基板３０ａと３０ｂ
が、ガラス基板３０ａの裏面とガラス基板３０ｂの表面
の間に半透膜５０を介して密着して組立てられている。
ガラス基板３０ａの表面には螢光体のシンチレータ３２
が形成され、その表面にアルミニウム蒸着膜の電極３４
が形成されている。FIG. 3 shows a second embodiment.
In this embodiment, two transparent glass substrates 30a and 30b are used.
However, the back surface of the glass substrate 30a and the front surface of the glass substrate 30b are assembled in close contact with each other via the semipermeable membrane 50.
The surface of the glass substrate 30a has a fluorescent scintillator 32.
Is formed, and the electrode 34 of the aluminum vapor deposition film is formed on the surface.
Are formed.
【００１４】半透膜４８は光透過率が１〜１０％になる
ように設定されている。半透膜４８例えばＴｉＯ2−Ｍ
ｇＦ2の多層膜ミラーであり、その層数を調整すること
により透過率を調整したものである。また、半透膜４８
としてアルミニウムなどの金属反射膜をパターン蒸着
し、その開口率を調整することにより透過率を調整した
ものであってもよい。The semi-permeable film 48 is set so that the light transmittance is 1 to 10%. Semipermeable membrane 48, eg TiO 2 -M
This is a multi-layer film mirror of gF 2 , and the transmittance is adjusted by adjusting the number of layers. In addition, the semipermeable membrane 48
Alternatively, the transmittance may be adjusted by pattern-depositing a metal reflective film such as aluminum and adjusting the aperture ratio.
【００１５】ガラス基板３０ａの１つの端面には光電子
増倍管５０ａが設置され、ガラス基板３０ｂの１つの端
面には光電子増倍管５０ｂが設置されている。ガラス基
板３０ａ，３０ｂの端面で光電子増倍管５０ａ，５０ｂ
が設置されていない端面、及びガラス基板３０ｂの裏面
にはアルミニウム蒸着膜等の光反射層３６が形成されて
いる。５２ａ，５２ｂはそれぞれ光電子増倍管５０ａ，
５０ｂの出力を増幅する増幅器である。光電子増倍管５
０ａと５０ｂは同じゲインに設定されており、増幅器５
２ａと５２ｂも同じゲインに設定されている。A photomultiplier tube 50a is installed on one end surface of the glass substrate 30a, and a photomultiplier tube 50b is installed on one end surface of the glass substrate 30b. Photomultiplier tubes 50a, 50b on the end faces of the glass substrates 30a, 30b
A light reflection layer 36 such as an aluminum vapor deposition film is formed on the end surface where is not provided and on the back surface of the glass substrate 30b. 52a and 52b are photomultiplier tubes 50a and 50a, respectively.
It is an amplifier that amplifies the output of 50b. Photomultiplier tube 5
0a and 50b are set to the same gain, and the amplifier 5
2a and 52b are also set to the same gain.
【００１６】この場合、電子８がシンチレータ３２に入
射し、シンチレータ３２から発生した光のうち９０〜９
９％が光電子増倍管５０ａに入射し、残り１〜１０％が
光電子増倍管５０ｂに入射する。したがって、増幅器５
２ａの出力端子からはゲインの高い高レベル信号として
出力され、増幅器５２ｂの出力端子からはゲインの低い
低レベル信号として出力される。In this case, the electrons 8 are incident on the scintillator 32, and 90 to 9 out of the light generated from the scintillator 32.
9% enters the photomultiplier tube 50a, and the remaining 1-10% enters the photomultiplier tube 50b. Therefore, the amplifier 5
The output terminal of 2a outputs a high-level signal with a high gain, and the output terminal of the amplifier 52b outputs a low-level signal with a low gain.
【００１７】図３の実施例では半透明膜４８の透過率を
変えることにより両出力のゲインの比率を大きく変化さ
せるのが容易である。図３の実施例で、光電子増倍管５
０ａと５０ｂを互いに異なるゲインに設定してもよく、
増幅器５２ａと５２ｂも互いに異なるゲインに設定して
もよいが、ガラス基板３０ａ側の出力端子から出力され
る信号のゲインの方が他方のガラス基板３０ｂ側の出力
端子から出力される信号のゲインよりも大きくなってお
ればよい。In the embodiment of FIG. 3, it is easy to greatly change the gain ratio of both outputs by changing the transmissivity of the semitransparent film 48. In the embodiment of FIG. 3, the photomultiplier tube 5
0a and 50b may be set to different gains,
The amplifiers 52a and 52b may also be set to different gains, but the gain of the signal output from the output terminal on the glass substrate 30a side is greater than the gain of the signal output from the output terminal on the other glass substrate 30b side. Should be bigger.
【００１８】本発明は次の態様を含んでいる。 （１）２枚の透明ガラス基板が間に半透膜を介して密着
して組立てられ、一方のガラス基板の表面にシンチレー
タが形成され、両ガラス基板の一端面にはそれぞれ光電
子増倍管が設置され、ガラス基板の組立て体のうち、シ
ンチレータが形成されている表面及び光電子増倍管が設
置されている端面を除く端面及び裏面が光反射面になっ
ていることを特徴とする荷電粒子検出装置。The present invention includes the following aspects. (1) Two transparent glass substrates are assembled in close contact with each other with a semi-permeable membrane interposed therebetween, a scintillator is formed on the surface of one of the glass substrates, and photomultiplier tubes are provided on one end faces of both glass substrates. Charged particle detection, characterized in that, of the assembly of glass substrates installed, the end surface and the back surface except the end surface where the scintillator is formed and the end surface where the photomultiplier tube is installed are light reflecting surfaces. apparatus.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明の検出装置では、透明ガラス基板
の表面にシンチレータを形成し、その透明ガラス基板の
対向する一対の端面には互いにゲインの異なる光電子増
倍管をそれぞれ設置し、その透明ガラス基板の裏面及び
光電子増倍管の設置されていない端面を光反射面とした
ので、１回の測定でゲインの大きい出力とゲインの小さ
い出力を同時に得ることができ、広いダイナミックレン
ジの測定データを得ることができる。In the detection device of the present invention, a scintillator is formed on the surface of a transparent glass substrate, and photomultiplier tubes having different gains are installed on a pair of opposing end faces of the transparent glass substrate, respectively, and transparent. Since the back surface of the glass substrate and the end surface where the photomultiplier tube is not installed are used as light reflecting surfaces, it is possible to obtain an output with a large gain and an output with a small gain at the same time in one measurement. Can be obtained.
【図１】従来のイオン検出装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional ion detector.
【図２】一実施例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment.
【図３】他の実施例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment.
８ 電子 ３０，３０ａ，３０ｂ 透明ガラス基板 ３２ シンチレータ ３４ 電極 ３６ 光反射層 ４０ａ，４０ｂ，５０ａ，５０ｂ 光電子増倍管 ４８ 半透明膜 8 Electrons 30, 30a, 30b Transparent glass substrate 32 Scintillator 34 Electrode 36 Light reflection layer 40a, 40b, 50a, 50b Photomultiplier tube 48 Semi-transparent film
Claims (1)
形成され、その透明ガラス基板の対向する一対の端面に
は互いにゲインの異なる光電子増倍管がそれぞれ設置さ
れ、その透明ガラス基板の裏面及び光電子増倍管の設置
されていない端面が光反射面になっていることを特徴と
する荷電粒子検出装置。1. A scintillator is formed on the surface of a transparent glass substrate, and photomultiplier tubes having different gains are installed on a pair of opposing end faces of the transparent glass substrate, respectively. A charged particle detection device characterized in that an end surface where no double tube is installed is a light reflecting surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15519195A JPH08327742A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Charged particle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15519195A JPH08327742A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Charged particle detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327742A true JPH08327742A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15600486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15519195A Pending JPH08327742A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Charged particle detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327742A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010018475A3 (en) * | 2008-08-13 | 2010-10-28 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Method and apparatus for detecting low and high x-ray flux |
| WO2012023311A1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | 富士フイルム株式会社 | Radiation detecting panel |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP15519195A patent/JPH08327742A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010018475A3 (en) * | 2008-08-13 | 2010-10-28 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Method and apparatus for detecting low and high x-ray flux |
| US8660236B2 (en) | 2008-08-13 | 2014-02-25 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for detecting low and high x-ray flux |
| WO2012023311A1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | 富士フイルム株式会社 | Radiation detecting panel |
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