[实用新型]一种双等离子体离子源及设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及分析设备技术领域，尤其涉及一种双等离子体离子源及设备。 

背景技术

质谱仪是一种可以用于分析多种样品中各种化学成分及其含量的科学仪器，被广泛应用于医疗卫生、环境保护、食品安全等各个领域。在常用的各种质谱仪仪器中，二次离子质谱是目前灵敏度最高的表面化学分析手段之一。 

二次离子质谱的基本原理是一次离子束经过一次离子光学系统后轰击样品表面，使样品表面的分子或原子溅射出来成为二次离子。二次离子束经过二次离子光学系统后进入质量分析器，按荷质比大小不同实现质量分离。根据二次离子的质量分离，可以得知样品表面和样品一定深度的元素分布和组成。在二次离子质谱分析过程中，被检测的离子是由一次离子源产生的一次离子束轰击溅射样品表面所产生的溅射碎片离子，因此一次离子束是产生二次离子的工具。一次离子束的性能和质量将直接影响二次离子质谱的分析结果。目前二次离子质谱上所使用的一次离子源主要分三种：气态离子源、固态离子源和液态离子源。其中，气体双等离子体离子源的应用最为广泛。 

离子束的亮度是离子源的重要指标之一。二次离子质谱在二次离子的检测方式上分成离子探针和离子显微镜两种模式，其中离子探针模式二次离子质谱的横向分辨率和对样品深度的分析能力受到一次离子束的亮度影响，即要提高二次离子质谱的横向分辨率和对样品深度的分析能力，则需要提高离子束的亮度。 

现有技术中双等离子体离子源的结构如图1所示，包括阳极电极、阴极电极、中间电极、抽取电极、阳极散热片、阴极散热片、隔离陶瓷、磁场源，其 中： 

阳极电极的中心设有阳极电极孔； 

阴极电极采用空心结构，一端的顶部中心设有进气孔，另一端的顶部中心设有阴极电极孔； 

中间电极采用空心结构，一端为锥形；该中间电极的锥形的一端的顶部设有一个中间电极孔； 

抽取电极采用空心结构，一端为锥形；该抽取电极的锥形的一端的顶部中心设有抽取电极孔； 

阴极电极位于中间电极内部的空心部分；阴极电极和中间电极位于阳极电极的一侧，并且阴极电极设有阴极电极孔的一端和阳极电极孔相对，中间电极的锥形的一端和阳极电极孔相对；抽取电极位于阳极电极的另一侧，并且抽取电极的锥形的一端和阳极电极孔相对；阳极电极上可以设置一个锥形凹槽配合抽取电极的锥形的一端；阳极电极、阴极电极、中间电极和抽取电极同轴； 

阴极散热片位于中间电极远离阳极电极的一端的外围一周； 

阳极散热片位于阳极电极的外围一周； 

阴极散热片和阳极散热片之间从靠近中间电极的位置向外依次放置隔离陶瓷和磁场源。 

其中，中间电极的中间电极孔的位置如图2所示，中间电极孔的半径约为0.5mm，其圆心偏离中间电极轴线0.45mm左右。然而，当需要从双等离子体离子源中引出负离子束时，即负离子为待提取的目标离子，受到中间电极孔的限制，现有双等离子体离子源只能提取出小部分负离子，降低了引出的离子束强度，使得产生的离子束的亮度太低，不能满足二次离子质谱的要求。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种双等离子体离子源及设备，用以解决现有技术中存在的双等离子体离子源产生的离子束亮度较低的问题。 

本实用新型实施例提供一种双等离子体离子源，所述双等离子体离子源的中间电极的锥形的一端的顶部设有多个中间电极孔，所述多个中间电极孔的半径位于0.2mm-0.3mm范围内，其圆心位于以所述中间电极的锥形的一端的顶部中心为圆心、半径为0.5mm的圆上。 

本实用新型实施例还提供一种质谱仪，包括上述双等离子体离子源。 

本实用新型有益效果包括： 

本实用新型实施例提供的方案，设有多个半径位于0.2mm-0.3mm范围内的中间电极孔，并且该多个中间电极孔的圆心位于以中间电极的锥形的一端的顶部中心为圆心、半径为0.5mm的圆上，由于负离子主要分布在该区域范围内，因此，采用本实用新型实施例提供的方案相比于现有技术，在放电电流相同的情况下，能够提取出更多的负离子，提高离子束亮度。 

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中： 

图1为现有技术中双等离子体离子源的结构示意图； 

图2为现有技术中双等离子体离子源的中间电极孔的位置示意图； 

图3为本实用新型实施例提供的双等离子体离子源的结构示意图；