[发明专利]离子光学装置及质谱仪

权利要求书

1.一种离子光学装置，其特征在于，包括：

至少一平面绝缘基板，覆盖金属图案以构成电极阵列，其中，所述电极阵列包括多个单元电极，所述多个单元电极根据预定义离子导引方向而排列以构成所述电极阵列的几何图案分布，所述预定义离子导引方向定义为第一方向；

其中，各个相邻的且相互绝缘的单元电极施加有相位相异的射频电压以束缚离子；电极阵列中至少部分单元电极间还施加有直流电压差，驱动入射离子沿所述第一方向运动，且通过所述电极阵列的几何图案分布所形成对应电场分布,该电场分布驱动所述入射离子沿正交于所述第一方向的第二方向运动,以实现离子偏转、聚焦或散焦。

2.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，所述电极阵列的至少部分单元电极的几何形状为一条折线或曲线，以形成与所述电极阵列的几何图案分布相对应的电场线分布。

3.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，包括：至少一对所述平面绝缘基板，设置成各自的单元电极在第二方向上一一相对，以于所述一对平面绝缘基板间形成电场分布使所述入射离子沿第二方向产生所述偏转、聚焦或散焦。

4.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，包括：至少两片边相接形成共用边、或至少三片边角相接形成共用角的所述平面绝缘基板，在所述平面绝缘基板上以共用边上一点或共用角为中心而向其靠近的方向上分布尺寸趋小的环状单元电极，以使所述入射离子向所述共用边上该点或共用角处聚焦。

5.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，包括：至少四片所述平面绝缘基板，环绕相接围成离子导引腔，在所述离子导引腔内表面沿所述第一方向间隔形成环形金属电极的阵列；其中，至少两片平面绝缘基板上的至少部分环形金属电极被一斜向绝缘条隔离成两段以形成第一单元电极及第二单元电极，使所述第一单元电极和第二单元电极均呈现沿所述预定义离子导引方向而长度递变，且在第一单元电极和第二单元电极间施加直流电压差，以驱动入射离子沿第二方向偏转的同时被聚焦。

6.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，包括：至少四片所述平面绝缘基板，环绕相接围成离子导引腔；在所述离子导引腔内各个面上沿所述第一方向及第二方向均间隔设置多个单元电极，并在至少部分单元电极间施加不同直流电压，以形成对应电场分布驱动入射离子沿第二方向产生偏转、聚焦或散焦。

7.根据权利要求6所述的离子光学装置，其特征在于，所述由至少部分单元电极间施加不同直流电压形成的直流电场分布由射频电场所取代，所述射频电场在第二方向上产生强度不等的赝势垒，以驱动离子偏转、聚焦或散焦。

8.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，决定所述电极阵列的几何图案分布的参数包括：电极阵列中单元电极的长度、半径、曲率、及与所述第一方向的夹角中的一种或多种组合。

9.根据权利要求8所述的离子光学装置，其特征在于，所述参数是沿所述第一方向逐渐变化的，以形成对应的电场分布。

10.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，所述平面绝缘基板为矩形。

11.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，所述平面绝缘基板为印刷线路板的基底，所述金属图案为印刷线路。

12.根据权利要求11所述的离子光学装置，其特征在于，关于所述各个相邻的且相互绝缘的单元电极施加有相位相异的射频电压而形成的用于束缚离子的射频电场、及通过所述电极阵列的几何图案分布所形成的直流电场，用以形成所述直流或射频电场的至少部分电子元件位于所述印刷线路板上。

13.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，所述平面绝缘基板上未覆盖金属图案的部分设有切槽或者覆盖有高电阻值的镀层。

14.根据权利要求1所述的离子光学装置，其特征在于，所述平面绝缘基板和金属图案由微纳加工工艺获得。

15.一种质谱仪，其特征在于，包括：如权利要求1所述的离子光学装置，用于离子导引。

16.根据权利要求15所述的质谱仪，其特征在于，包括：与所述离子光学装置联用的质量分析器。

17.根据权利要求15所述的质谱仪，其特征在于，包括：与所述离子光学装置联用的离子迁移率分析器。