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3F Series / 1000 Series RGA－高解析高精度殘餘氣體分析質譜儀
3F Series / 1000 Series RGA－高解析高精度殘餘氣體分析質譜儀
Triple Filter Quadrupole、高質量解析、高質量傳輸與精密 Ratio Measurement
Hiden 3F Series 是專為高精度 Scientific Research 與 Vacuum Process Gas Analysis所設計的進階 Residual Gas Analyser。
相較一般 RGA，3F Series 採用 Hiden Triple Filter Quadrupole Technology，以 RF Pre-Filter、Main Mass Filter 與 RF Post-Filter 組成三段式質量分析結構，可提高 Mass Resolution、Ion Sensitivity、High-Mass Transmission、Contamination Resistance 與長時間量測穩定度。
1000 Series 則進一步針對高解析、高質量與精密同位素／比例量測等研究需求最佳化，適合 UHV、材料科學、同位素研究及其他高階質譜應用。
3F Series / 1000 Series 系統概述
將一般 Residual Gas Analysis 延伸至高解析、高精度與高質量科學研究。
Residual Gas Analysis 可量測 Vacuum Chamber 中不同 Gas Species 的 Partial Pressure，常用於 Vacuum Quality Monitoring、Leak Detection、Contamination Analysis 與 Process Monitoring。
當研究進一步涉及 Mass Peak Separation、Isotope Ratio、High-Mass Species 或低濃度訊號時，Mass Resolution、Ion Transmission、Abundance Sensitivity 與 Long-Term Stability 便會成為關鍵。
Hiden 3F Series 透過 Triple Filter Quadrupole Architecture，降低非目標離子與污染對 Main Mass Filter 的影響，同時提高精密質量分析所需的解析度與傳輸效率。
因此 3F Series 不只是一般 Vacuum Gauge 的進階版本，而是一套針對Analytical Mass Spectrometry、Precision Gas Analysis 與 UHV Scientific Research所設計的 Research Grade RGA Platform。
Triple Filter Quadrupole 三重過濾技術
RF Pre-Filter + Main Mass Filter + RF Post-Filter，提高分析穩定性與抗污染能力。
RF Pre-Filter
在離子進入 Main Mass Filter 前進行離子傳輸與預處理，降低 Fringe Field 與污染對主分析區的影響。
Main Mass Filter
Quadrupole 主質量分析區依 Mass-to-Charge Ratio 選擇目標離子，提供高解析度質譜分析。
RF Post-Filter
改善離子離開主要 Mass Filter 後至 Detector 的傳輸條件，提高高質量離子的穩定傳輸。
為什麼 Triple Filter 對高精度量測重要？
Quadrupole Mass Filter 入口與出口的 Fringe Field 會影響 Ion Trajectory 與 Mass Resolution，尤其在高質量、高解析或低濃度分析條件下更為明顯。
Hiden Triple Filter Design 使用獨立 RF-Only Pre / Post Filters，並以不同於 Main Mass Filter 的設定運作，降低非理想場效應與污染進入主要質量分析區。
搭配較長的 Mass Filter 與 9 mm Rod Geometry，可進一步提升Mass Resolution、Ion Sensitivity、Precision Ratio Stability 與 High-Mass Transmission。
Extended Mass Range 高質量分析
從傳統 Residual Gas 到 Isotopes、Clusters 與高質量 Molecular Species。
一般 Vacuum RGA 的主要目標通常是 H₂、H₂O、N₂、O₂、Ar、CO、CO₂ 及 Hydrocarbon Background 等低質量物種。
3F / 1000 Series 則進一步提供較高 Mass Range 與 High-Mass Transmission，可用於研究較大的 Molecular Species、Clusters、Vapours 及其他高質量離子。
1000 Series High-Mass Capability
Hiden 現行 1000 Series 技術資料列出 9 mm Molybdenum Rod Design，並提供 50、300、510、1000 amu 等質量範圍配置；原廠產品資料亦列有延伸至 5000 amu 的 High-Mass Option。
實際可選 Mass Range 需依 Analyzer、Detector、Resolution Requirement 與應用條件確認。
High Mass Resolution 高質量解析
分離彼此質量接近的 Species，是 3F / 1000 Series 的重要研究能力。
一般 RGA 主要目標是辨識常見 Vacuum Species，因此 Unit Mass Resolution 通常已能滿足大部分 Vacuum Diagnostic Application。
但在 Isotope Analysis 或特定 Molecular Interference 中，不同 Species 的 Nominal Mass 可能相同或極為接近，此時就需要更高 Mass Resolution。
3F / 1000 Series 利用較長的 Triple Filter Mass Analyzer、較佳 Ion Optics 與 9 mm Rod Geometry，提高質量峰分離能力，使系統適合更嚴格的 Analytical Mass Spectrometry Research。
Precision Ratio 與 Isotope Measurement
高穩定度質量分析架構可應用於精密 Species Ratio 與同位素研究。
若研究目的不是單純知道某個 Mass Peak 是否存在，而是要比較兩個 Species 或 Isotopes 的 Signal Ratio，Mass Stability、Peak Shape、Transmission Stability 與 Detector Linearity 都會直接影響結果。
Hiden 3F / 1000 Series 的 Triple Filter Architecture 與 High Stability Design 特別適合這類 Precision / Ratio Measurement。
原廠亦以 40Ar / 39Ar 等精密同位素比例量測作為 1000 Series 的應用例。
TIMS－Threshold Ionisation Mass Spectrometry
0–150 eV Electron Energy Control，可協助區分具有相同 Nominal Mass 的 Gas Species。
傳統 Electron Impact Mass Spectrometry 通常使用固定 Electron Energy 將 Gas Molecules Ionise。
但不同 Molecular Species 具有不同 Ionisation Threshold。若精確控制 Electron Energy，便可觀察某一 Mass Signal 在不同電子能量下開始形成的條件。
3F / 1000 Series 提供 0–150 eV Electron Energy Control，可執行 Threshold Ionisation Mass Spectrometry（TIMS）。
TIMS 特別適合處理具有相同 Nominal Mass 或 Fragment Interference 的物種，可利用不同 Ionisation Threshold 提供額外辨識資訊。
因此對複雜 Gas Mixture、Reactive Species、Radicals 與表面科學研究，TIMS 可作為傳統 Mass Spectrum 的互補分析方法。
高靈敏度 Detector Options
依 UHV 靈敏度、Dynamic Range 與高速事件分析需求配置適合的偵測器。
Faraday Detector
適合較高 Ion Current、良好線性度與定量分析，可用於一般 Partial Pressure 與精密 Ratio Measurement。
SEM Detector
Secondary Electron Multiplier 提供較高靈敏度，適合 Low Partial Pressure 與 UHV Gas Analysis。
PIC Detector
Pulse Ion Counting Detector 提供極高靈敏度與寬 Dynamic Range，適合 UHV / XHV 與低訊號分析。
Dual Detector
依系統配置可搭配 Faraday / SEM 或 Faraday / PIC，在高、低訊號範圍之間取得更大的量測彈性。
3F Series / 1000 Series 主要特色
針對高精度 Gas Analysis、高解析 Mass Spectrometry 與 UHV 科學研究最佳化。
- High-Precision Residual Gas Analysis
- Triple Filter Quadrupole Technology
- RF Pre-Filter / Main Filter / RF Post-Filter
- Enhanced Contamination Resistance
- High Mass Resolution
- High-Mass Ion Transmission
- High Stability for Precision Ratio Measurement
- 6 mm / 9 mm Analyzer Configurations
- 1000 Series 9 mm Molybdenum Rod Design
- Extended Mass Range Options
- 0–150 eV Electron Energy Control
- Threshold Ionisation Mass Spectrometry
- Faraday / SEM / PIC Detector Options
- MASsoft Professional Control
3F / 1000 Series 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 3F Series 與 RGA 技術資料整理，實際規格依選配確認。
| System Type | High-Precision Triple Filter Quadrupole Residual Gas Analyser |
|---|---|
| Primary Applications | Scientific Research / Process Gas Analysis / UHV Analysis / Precision Ratio Measurement |
| Mass Filter | Triple Filter Quadrupole |
| Filter Architecture | RF Pre-Filter + Main Mass Filter + RF Post-Filter |
| Rod Configuration | 依型號提供 6 mm / 9 mm；1000 Series 採 9 mm Molybdenum Rod Design |
| Mass Range | 依系統配置提供多種 Mass Range；1000 Series 支援高質量配置 |
| 1000 Series Options | 原廠資料列有 50 / 300 / 510 / 1000 amu，並有延伸 High-Mass Option |
| Electron Energy | 0–150 eV Adjustable Electron Energy |
| TIMS | Threshold Ionisation Mass Spectrometry Capability |
| Detector Options | Faraday / SEM / PIC，依系統配置可提供 Dual Detector |
| Key Performance | High Mass Resolution / High Mass Transmission / Enhanced Ion Stability |
| Precision Analysis | Suitable for Precision Ratio and Isotope Measurement |
| Software | Hiden MASsoft Professional |
| Communication | USB 2.0 / RS232 / Ethernet |
| Operating System | MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11 |
3F / 1000 Series 典型應用
適合一般 RGA 無法充分滿足的高解析、高質量與高精度氣體分析研究。
UHV / XHV Research
監測 Ultra-High Vacuum 與 Extreme High Vacuum Chamber 中的低濃度 Residual Gas、Outgassing 與 Contamination。
Precision Gas Analysis
利用 Triple Filter Quadrupole 提高 Mass Resolution、Sensitivity 與 Ratio Measurement Stability。
Isotope Ratio Measurement
適合需要高穩定度與 Peak Separation 的精密同位素比例與 Geochronology Research。
High-Mass Species
分析較高質量 Molecular Species、Vapours、Clusters 與一般 RGA Mass Range 之外的研究目標。
TIMS Analysis
利用可調 Electron Energy 與 Ionisation Threshold 協助辨識具有相同 Nominal Mass 的 Species。
Surface Science
適合 UHV Surface Reaction、Desorption、Reactive Species 與材料表面相關氣體分析。
Vacuum Process Monitoring
監測 Process Chamber 中的 Gas Composition、Contaminants、Outgassing 與製程穩定度。
Advanced Materials Research
應用於 Semiconductor、Thin Films、Vacuum Processing、Materials Science 與高精度 Gas Characterisation。
3F Series 與一般 HALO RGA 的差異
一般 Vacuum Monitoring 與 Analytical Grade Mass Spectrometry 的不同定位。
HALO RGA
主要適合 Vacuum Fingerprint、Leak Detection、Trend Analysis、Routine Vacuum Monitoring 與一般 Residual Gas Analysis。
3F / 1000 Series
主要針對 High Mass Resolution、High-Mass Transmission、Precision Ratio、TIMS 與 Scientific Analytical Applications。
何時適合選擇 3F / 1000 Series？
當研究需求已超越一般 Vacuum Fingerprinting，需要更高解析、精度或 Mass Range 時。
如果主要需求只是確認 Vacuum Chamber 是否存在 Air Leak、Water、Hydrocarbon Contamination 或一般 Residual Gas Species，HALO RGA 通常已能滿足需求。
若實驗需要更高 Mass Resolution、較佳 High-Mass Transmission、Precision Ratio Measurement、TIMS、Isotope Analysis 或 Extended Mass Range，則 3F / 1000 Series 更為適合。
因此 3F Series 的核心價值並不是單純增加 Mass Range，而是提供更接近 Analytical Mass Spectrometer 等級的 Quadrupole Performance。
MASsoft Professional 與 iRGA Software
從 Research Grade Mass Spectrometry 到日常 Vacuum Monitoring 的完整軟體工作流程。
3F / 1000 Series 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Mass Spectrum、Multiple Ion Monitoring、Trend Analysis、Electron Energy Control、TIMS 與外部 Process Data Integration。
MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器。
對較例行的 Vacuum Monitoring，Hiden 亦提供 iRGA Interface，可自動顯示 Hydrogen、Helium、Water、Nitrogen、Oxygen、Argon 與自訂 Gas Species 的 Partial Pressure，並提供 Trend、Scan、Leak Detection、Maintenance 與 Alarm Functions。
- Mass Spectrum Acquisition
- Multiple Ion Monitoring
- Trend Analysis
- High Resolution Mass Scanning
- Electron Energy Control
- Threshold Ionisation Mass Spectrometry
- External I/O Data Integration
- Automatic Mass Alignment
- Data Logging and Export
- USB / RS232 / Ethernet Instrument Control
恩詠有限公司－Hiden 3F / 1000 Series RGA 技術選型與系統整合
3F / 1000 Series 的實際配置需依 Vacuum Pressure、Target Species、Required Mass Resolution、Mass Range、Expected Partial Pressure、Detector、TIMS、Isotope Ratio、High-Mass Analysis 與 Chamber Geometry 進行規劃。
恩詠有限公司可依客戶的High Vacuum / UHV 系統、分析氣體、Mass Range、Mass Resolution、Detection Limit、Faraday / SEM / PIC Detector、TIMS、Isotope Ratio、High-Mass Species、Process Monitoring 與既有 Vacuum Chamber需求，協助評估適合的 Hiden 3F Series / 1000 Series RGA 配置。