[发明专利]一种直连三区式线型离子阱及其离子交替鉴频锁定方法

权利要求书

1.一种直连三区式线型离子阱，其特征在于，包括三个线型Paul阱离子囚禁区域，分别为一个四极阱离子囚禁区(2)和两个十六极阱离子囚禁区；三个离子囚禁区域在空间位置上采取同轴直线连接，连接顺序依次为十六极阱离子囚禁区I(1)、四极阱离子囚禁区(2)以及十六极阱离子囚禁区II(3)；所述四极阱离子囚禁区(2)与两个十六极阱离子囚禁区之间还设置有阱间电极，分别为四个准直电极(5)和两个过渡电极(6)；

所述十六极阱离子囚禁区I(1)与四极阱离子囚禁区(2)之间由顺次固连在一起的第一准直电极、第一过渡电极以及第二准直电极连接；四极阱离子囚禁区(2)与十六极阱离子囚禁区II(3)之间由顺次固连在一起的第三准直电极、第二过渡电极以及第四准直电极连接；四个准直电极(5)用于离子云在四极阱离子囚禁区(2)和十六极阱离子囚禁区之间穿梭时对其进行聚焦；两个过渡电极(6)用于离子云穿梭过程中对其径向运动约束。

2.一种基于如权利要求1所述的直连三区式线型离子阱的离子交替鉴频锁定方法，其特征在于，包括如下步骤：

初始时刻，向四极阱离子囚禁区(2)中注入离子云A，控制四极阱离子囚禁区(2)及阱间电极将离子云A囚禁于四极阱离子囚禁区(2)中，并完成其离子态制备，而后控制阱间电极驱动离子云A穿梭到十六极阱离子囚禁区I(1)中，并将其囚禁在该区，此时打开一个π/2宽度微波脉冲，离子云A与微波脉冲作用，此微波脉冲结束后，离子云A进入自由演化阶段，此时向四极阱离子囚禁区(2)中注入离子云B，并控制四极阱离子囚禁区(2)及阱间电极将离子云B囚禁于四极阱离子囚禁区(2)中，并完成其离子态制备，离子云B完成态制备后，控制阱间电极驱动离子云B穿梭到十六极阱离子囚禁区II(3)中，并将离子云B囚禁在该区，此时向直连三区式线型离子阱系统中注入另一个π/2宽度微波脉冲，此时十六极阱离子囚禁区I(1)中的离子云A和十六极阱离子囚禁区II(3)中的离子云B均受到此微波脉冲的作用，经历此π/2微波脉冲后，此时离子云B在十六极阱离子囚禁区II(3)中开始进行自由演化,与此同时控制阱间电极和端电极驱动离子云A从十六极阱离子囚禁区I(1)穿梭回到四极阱离子囚禁区(2)，并将其囚禁于四极阱离子囚禁区(2)中，进而对其完成信号检测和态制备，然后再控制阱间电极将其驱动返回到十六极阱离子囚禁区I(1)此过程中离子云B一直在进行自由演化，并将其囚禁于十六极阱离子囚禁区I(1)中，此时再向直连三区式线型离子阱系统中注入一个π/2宽度微波脉冲，此时十六极阱离子囚禁区I(1)中的离子云A和十六极阱离子囚禁区II(3)中的离子云B均与微波作用，此时离子云B将结束自由演化，经历此π/2微波脉冲后，此时离子云A在十六极阱离子囚禁区I(1)中开始进行自由演化，而离子云B将由端电极和阱间电极控制从十六极阱离子囚禁区II(3)穿梭回到四极阱离子囚禁区(2)，并囚禁于四极阱离子囚禁区(2)中，进而完成其信号检测和态制备，然后在电极控制下离子云B将穿梭回到十六极阱离子囚禁区II(3)，并囚禁于该阱中，此时再向直连三区式线型离子阱系统中注入一个π/2宽度微波脉冲，此时十六极阱离子囚禁区I(1)中的离子云A和十六极阱离子囚禁区II(3)中的离子云B均与微波作用，此时离子云A将结束自由演化，由此整个过程又回到了初始时离子云B第一次进入十六极阱离子囚禁区II(3)的状态； 如此反复，可实现微波信号在直连三区式线型离子阱中的交替鉴频锁定。