[实用新型]一种可切换的并联式粒子飞行时间质谱/粒子成像装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光电子成像技术领域，具体涉及一种可切换的并联式粒子飞行时间质谱/粒子成像装置。

背景技术

粒子速度成像技术(包括光碎片成像、光电子成像、分子反应产物成像)是分子反应动力学研究的一种重要手段，其最重要的特点是可以在一幅影像中同时得到散射粒子的全三维的速度大小和方向分布，即可以同时获得粒子的能谱信息和角分布信息。

目前，光电子成像技术主要采用的是Eppink和Parker等提出的成像装置，即采用双场加速代替传统成像系统的单场加速，用中间开孔的电极片代替栅网电极片，其电场形成了离子透镜效果，使得激光——分子相互作用区中不同位置具有相同速度的离子聚焦在探测器面上的同一点上。

开展粒子速度成像实验时，首先要求对母体粒子(包括反应物粒子、负离子)进行时间分辨探测，这往往要求同时应用到飞行时间质谱技术。传统的实验装置是将飞行时间质谱探测器和粒子成像装置串联式放置在粒子的飞行路径上。这就有两种常见的布局，一种是质谱探测器置于粒子成像装置前端，如图1所示；另一种是质谱探测器置于粒子成像探测器的后端，如图2所示。串联式设计1采用的比较少，当进行飞行时间质谱探测时，首先要通过直线导入器牵引，将质谱探测器置于粒子飞行路径上；当进行粒子成像探测时，首先要通过直线导入器索引，将质谱探测器移出粒子飞行路径，并撤去质谱探测器上的电压。目前采用比较多的方式是串联式设计2，当进行飞行时间质谱探测时，撤去粒子成像透镜上的电压，让粒子穿过成像透镜到达质谱探测器，当进行粒子成像探测时，只需给成像透镜加载上电压即可。

然而，无论是质谱探测器放置在粒子成像装置的前端还是后端，串联式设计中飞行时间质谱上探测到粒子飞行时间不等同于粒子到达粒子——激光作用区的飞行时间，这就要求利用质谱中检测到的粒子的飞行时间，通过时间换算来反推出粒子到达粒子——激光作用点的时间，这就影响到精确把握粒子到激光作用区的时间，不利于实验时的时序控制。

本实用新型是可切换的并联式粒子飞行时间质谱——速度成像装置。在传统的粒子飞行时间及速度成像装置的基础上，我们将飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置并排式放置，再将这两个装置固定在一个可滑动的滑块上。滑块外连上直线导入器就可以实现质谱探测和成像探测模式的切换。由于质谱探测器平面与粒子——激光作用点共面，飞行时间质谱上探测到的粒子飞行时间即等于粒子到达激光作用点的时间。这就不需要时间换算了，可以直接获到粒子到达激光作用点的时间，有利于成像实验的时序控制。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是设计一种可切换的并联式粒子飞行时间质谱/粒子成像装置，飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置并排式放置，再将这两个装置固定在一个可滑动的滑块上；

飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置的离子束入口端均面向滑块的一侧，且飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置的离子束入口端处于同一平面上。

滑块置于一滑道上，滑块与一电机传动连接，滑块可于滑道上沿直线方向往复运动，就可以实现质谱探测和成像探测模式的切换。

由于质谱探测器平面与粒子——激光作用点共面，飞行时间质谱上探测到的粒子飞行时间即等于粒子到达激光作用点的时间。这就不需要时间换算了，可以直接获到粒子到达激光作用点的时间，有利于成像实验的时序控制。

附图说明

图1.传统的粒子飞行时间及速度成像装置串联式设计1。星号代表粒子——激光作用区。

图2.传统的粒子飞行时间及速度成像串联式设计1。星号代表粒子——激光作用区。

图3是本实用新型的可切换的并联式粒子飞行时间质谱——速度成像装置结构示意图。3a为粒子成像工作模式图；3b为飞行时间质谱探测模式图。

具体实施方式

一种可切换的并联式粒子飞行时间质谱——粒子成像装置,飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置并排式放置，再将这两个装置固定在一个可滑动的滑块上；

飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置的离子束入口端均面向滑块的一侧，且飞行时间质谱探测装置和粒子成像装置的离子束入口端处于同一平面上。

滑块置于一滑道上，滑块与一电机传动连接，滑块可于滑道上沿直线方向往复运动，就可以实现质谱探测和成像探测模式的切换。