[发明专利]用于软电子电离的离子源和有关系统和方法

权利要求书

1.一种离子源，其包括：

主体，其环绕电离腔室；

电子提取器，其配置为用于将电子加速到所述电离腔室中；

电子源，其处于所述电离腔室的外部，并且包括电子排斥器、热离子阴极以及所述热离子阴极与所述电子提取器之间的电子透镜；以及

电压源，其配置为用于将相应电压施加到所述电子排斥器、所述热离子阴极、所述电子透镜以及所述电子提取器，以用于对于以下操作有效：

从所述热离子阴极发射电子；

初始地朝向所述电离腔室加速所述电子；

在所述电子透镜处生成电势谷，以用于对于以下操作有效：减速所述初始地加速的电子，并且在所述电子透镜处形成包括减速后的电子的虚拟阴极；以及

将先前所述减速的电子作为电子射束从所述虚拟阴极加速到所述电离腔室中。

2.如权利要求1所述的离子源，其包括以下配置中的至少一个：

样品入口，其通向到所述电离腔室中；

磁体组件，其环绕所述主体并且配置为用于在所述电离腔室中生成轴向磁场；

所述电离腔室包括离子出口，其与所述电子提取器正交地定向或沿着轴与所述电子提取器对准；

所述电离腔室包括离子提取器，其配置为用于从所述电离腔室导向出离子射束。

3.如权利要求1或2所述的离子源，其中，所述热离子阴极具有选自由以下构成的组的配置：所述热离子阴极位于所述电子排斥器与所述电子提取器之间；所述热离子阴极与所述电子排斥器正交地定向；前述两者。

4.如权利要求1或2所述的离子源，其中，所述电压源配置为用于在所述电势谷中将所述电子减速到近于零速度。

5.如权利要求1或2所述的离子源，其中，所述电子透镜包括所述热离子阴极与所述电子提取器之间的第一电子透镜、所述第一电子透镜与所述电子提取器之间的第二电子透镜，其中，所述电压源配置为用于将相应电压施加到所述第一电子透镜和所述第二电子透镜，以用于对于以下操作有效：

将所述电子从所述热离子阴极朝向所述第二电子透镜加速；以及

生成所述电势谷并且在所述第二电子透镜处形成所述虚拟阴极。

6.如权利要求1或2所述的离子源，其中，所述电子提取器包括离子排斥器、所述主体或离子排斥器和所述主体二者。

7.一种用于产生电子电离的电子射束的方法，所述方法包括：

产生电子；

初始地朝向电离腔室加速所述电子；

将所述初始地加速的电子减速到对于在所述电离腔室的外部形成虚拟阴极有效的等级，所述虚拟阴极包括所述减速后的电子；以及

将先前所述减速的电子作为电子射束从所述虚拟阴极加速到所述电离腔室中。

8.如权利要求7所述的方法，其包括：在20eV或更低的电子能量处产生所述电子。

9.如权利要求7或8所述的方法，其包括：在形成所述虚拟阴极的区域处将所述电子减速到近于零速度。

10.如权利要求7或8所述的方法，其中，朝向所述电离腔室加速所述电子包括：将电压施加到电子提取器，减速所述电子包括：将比施加到所述电子提取器的更小量值的电压施加到电子透镜，并且其中，所述虚拟阴极形成于所述电子透镜处。