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一、二次電子倍增器

當(dāng)離子電流<10^-15A時(shí)需要用二次電子倍增器檢測。其原理大致為：由質(zhì)量分析器引入具有一定能量的離子束，轟擊多級(jí)Cu-Be電極活性表面時(shí)，可發(fā)射出大量的二次電子，在加速電壓的驅(qū)使下依次撞擊其他倍增電極片，由于撞擊和發(fā)射位置不是在同一個(gè)點(diǎn)，所以這些二次電子連續(xù)地倍增，并將離子流轉(zhuǎn)化為電子流，放大倍數(shù)可達(dá)10⁴~10⁸，然后再用直流測量或脈沖計(jì)數(shù)測量電子流強(qiáng)度。

二、通道電子倍增器

通道電子倍增器（channel electron multiplier，CEM）又稱連續(xù)打拿極電子倍增器。電子倍增管使用多個(gè)獨(dú)立的打拿極將光子轉(zhuǎn)換成電子，而通道電子倍增器釆用開放式玻璃錐管結(jié)構(gòu)(表面鍍有一層半導(dǎo)體膜)，將撞擊在其表面的離子轉(zhuǎn)換成電子。檢測帶正電離子時(shí)，在其前端施加一負(fù)偏壓，靠近收集器的末端接地。離子通過四極桿質(zhì)量分析器后，被錐體負(fù)高壓吸引，撞擊檢測器表面，釋放出一個(gè)或更多二次電子。由于錐體內(nèi)不同位置具有不同電勢，二次電子在此電位梯度作用下向末端收集器運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子再次碰撞新的膜層表面時(shí)，釋放出更多二次電子。多次重復(fù)后，得到單個(gè)脈沖信號(hào)，包含撞擊所產(chǎn)生的大量電子。

通道電子倍增器原理圖示

通道電子倍增器一個(gè)重要的缺陷是有效使用時(shí)間有限，尤其是當(dāng)檢測高濃度離子束時(shí)，更為敏感。另外其保質(zhì)期較短，使備用倍增器無法長時(shí)間保存。

三、不連續(xù)打拿極電子倍增器

不連續(xù)打拿極電子倍增器( discrete dynode electron multiplier)通常稱為活性膜放大器，與通道電子倍增器工作原理相似，但采用離散的打拿極(圖4.31)。通常采用離軸安裝方式，以減小雜散輻射及離子源所產(chǎn)生的中性粒子離子離開四極桿后，以曲線運(yùn)動(dòng)方式撞擊到**個(gè)打拿極上，釋放出二次電子。打拿極的電子光學(xué)設(shè)計(jì)使得二次電子加速運(yùn)動(dòng)至下一個(gè)打拿極，產(chǎn)生更多二次電子。如此反復(fù)，*終產(chǎn)生電子脈沖信號(hào)被放大檢測器接收。由于采用不同于通道倍增器的表面材料，且電子產(chǎn)生方式不同，通常比通道電子倍增器靈敏度提高了50%~100%。