[发明专利]一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置

权利要求书

1.一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，包括垂直于离子传输方向设置的两个串联的金属极片组阵列，用以为两个串联的金属极片组阵列供电的供电装置以及用以固定两个串联的金属极片组阵列的连接装置，各金属极片组阵列分别设有至少一组轴向设置的极片组，所述供电装置沿离子传输方向对每组极片组施加依次递增或递减的直流电压以提供离子水平动能控制，同时，所述供电装置对各极片组内及组间金属电极施加交流RF射频电压；所述供电装置采用离子漏斗电场模式、四极场供电模式或离子漏斗电场模式与四极场供电模式相结合的供电模式；两个串联的金属极片组阵列中，第一金属极片组阵列包括一组或多组内切圆半径相同的极片组，第二金属极片组阵列包括一组或多组内切圆半径不断变化的极片组，每个金属极片组阵列的每一个极片组分别由四片均匀对称放置且形状相同的金属极片构成，金属极片组形状为外凸圆形、内凹圆形或外凸双曲面形。

2.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，当装置运行在离子漏斗电场模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻金属极片施加的交流RF射频电压方向相反，各极片组内的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相同，各极片组的金属极片形成交流射频电场，沿传输方向的离子受交流射频电场作用降低离子动能，进而实现离子冷却聚焦。

3.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，当装置运行在四极场供电模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻极片所施加的交流RF射频电压方向相同，各极片组内的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相反，极片组的金属极片间形成交流射频电场，结合Mathieu方程调整直流交流电压，实现离子筛选聚焦，使目标离子通过本装置。

4.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，当装置运行在离子漏斗电场模式与四极场供电模式相结合的供电模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻金属极片施加的交流RF射频电压方向相反，各极片组的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相反，极片组的金属极片形成两种模式下的混合电场，离子传输速率提升。

5.根据权利要求3所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，当装置运行在四极场模式时，利用门电极控制离子在装置内的旋转运动，结合真空条件，离子与气体分子发生碰撞而碎裂。

6.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，所述供电装置包括采用电阻分压的直流供电组及采用电容隔绝直流的交流供电组。

7.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，所述连接装置包括底座，固定在底座上用以固定两组金属极片组阵列的且表面设有绝缘物质的金属支架，以及设于各个极片组间用以实现分离的非金属绝缘垫片。

8.根据权利要求1所述的可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，其特征在于，所述直流电压为-800～+800V，所述交流RF射频电压为-2000～+2000V，频率为1KHz～10MH。