[发明专利]离子阱和质量分析设备

权利要求书

1.一种离子阱，具有：

分段电极结构，其具有沿着轴线连续定位的多个区段，其中所述分段电极结构的各区段包括围绕所述轴线配置的多个电极；

第一电压供应，其被配置为以径向约束模式操作，在所述径向约束模式中，属于各区段的至少一些电极被供给有至少一个AC电压波形，以提供用于将离子径向约束在该区段内的约束电场；

第二电压供应，其被配置为以俘获模式操作，在所述俘获模式中，属于所述区段的至少一些电极被供给不同的DC电压，以提供具有轴向变化的分布的俘获电场，所述俘获电场用于将离子推向并将离子俘获在多个区段中的目标区段中；

第一腔室，其被配置为从离子源接收离子，其中所述区段的第一子集位于所述第一腔室内；

第二腔室，其被配置为从所述第一腔室接收离子，其中所述区段的第二子集位于所述第二腔室内，以及其中所述目标区段是所述区段的第二子集中的一个区段；

气体泵，其被配置为将气体从所述第二腔室泵送出，以向所述第二腔室提供与所述第一腔室相比更低的气体压力；以及

气体流动限制部，其位于所述第一腔室和所述第二腔室之间，其中所述气体流动限制部被配置为允许离子从所述第一腔室传递到所述第二腔室，同时限制从所述第一腔室向所述第二腔室的气体流动，

其中，所述气体流动限制部包括所述第一腔室和所述第二腔室之间的壁，在所述壁中形成至少一个孔以允许离子从所述第一腔室传递到所述第二腔室同时限制气体从所述第一腔室流向所述第二腔室，其中所述气体流动限制部的所述壁中的所述至少一个孔容纳所述多个区段中的一个或多个区段，以及

一个或多个气体流动限制区段具有比完全位于所述第一腔室中的区段的内切半径小的内切半径。

2.根据权利要求1所述的离子阱，其中，所述第二腔室中的所述目标区段和所述第一腔室中的最后一个区段之间的距离为12r_0t以下，其中r_0t是所述目标区段的内切半径，并且该距离是从所述目标区段的中心至所述第一腔室中的最后一个区段的中心起沿着所述轴线测量的。

3.根据权利要求1或2所述的离子阱，其中，所述离子阱被配置为在所述离子阱在使用中的情况下在所述第一腔室中的预定位置处提供预定的第一压力，并且在所述第二腔室中的预定位置处提供预定的第二压力，其中所述第一压力是所述第二压力的10倍以上大。

4.根据权利要求1所述的离子阱，其中，所述离子阱被配置为在所述离子阱在使用中的情况下在所述第一腔室中的预定位置处提供预定的第一压力，并且在所述第二腔室中的预定位置处提供预定的第二压力，其中所述第一压力为5×10^-3mbar～5×10^-2mbar并且所述第二压力为1×10^-5mbar～5×10^-4mbar。

5.根据权利要求1所述的离子阱，其中，各区段中的所述多个电极包括在所述轴线的方向上延伸并且被布置为形成多极离子导向器的多个长形电极。

6.根据权利要求1所述的离子阱，其中，所述第二电压供应被配置为以所述俘获模式操作，使得存在至少一些如下的相邻区段对：在施加至该对的第一区段中的至少一个电极的DC电压和施加至该对的第二区段中的至少一个电极的DC电压之间存在2V以下的DC偏移。

7.根据权利要求1所述的离子阱，其中，所述第二电压供应被配置为以热化模式操作，在所述热化模式中，属于所述区段的至少一些电极被供应有不同的DC电压，以提供具有轴向变化的分布的热化电场，所述热化电场用于将离子俘获在位于所述第二腔室内的所述目标区段中、同时防止更多的离子进入所述目标区段。

8.根据权利要求1所述的离子阱，其中，所述第二电压供应被配置为以预俘获模式操作，在所述预俘获模式中，属于所述区段的至少一些电极被供应有不同的DC电压，以提供具有轴向变化的分布的预俘获电场，所述预俘获电场用于将离子推向并将离子俘获在位于所述第一腔室内的预俘获区段中，所述预俘获区段比完全位于所述第一腔室中的所述区段的第一子集中的其他任何区段离所述第二腔室更近。