[发明专利]一种静电线性离子阱及其操作方法

权利要求书

1.静电线性离子阱，其特征在于，包括：第一离子镜，其限定穿过其中的第一轴向通道，第二离子镜限定穿过其的第二轴向通道，

电荷检测柱体，该电荷检测柱体限定穿过其中的第三轴向通道，该电荷检测柱体位于第一离子镜和第二离子镜之间，使得第一轴向通道，第二轴向通道和第三轴向通道彼此成一直线，并且

至少一个电压源耦合到第一和第二离子镜，该至少一个电压源配置成在第一和第二离子镜的每一个中建立电场，该电场配置成反射进入第一和第二轴向通道中的相应一个的离子从电荷检测器的第三轴向通道返回，经过电荷检测器的第三轴向通道，并朝向第一和第二轴向通道中的另一个，从而使离子在第一离子和第二离子之间通过电荷检测器来回振荡；具有占空比的反射镜，其对应于电荷在检测缸的第三轴向通道中花费的时间与在一个完整的振荡周期中经过第一和第二离子镜以及电荷检测器的组合所花费的总时间之比，约占50％。

2.如权利要求1所述的静电线性离子阱，其特征在于，其中第一离子镜和第二离子镜中的每一个包括多个轴向间隔开的镜电极，这些电极分别限定了穿过其中的第一和第二通道，并且其中至少一个电压源包括多个电压源，每个电压源电连接到第一离子镜和第二离子镜的多个间隔开的反射镜电极中的另一个，多个电压源中的每个被配置为向第二离子镜施加电势；多个镜电极中的相应一个，以在第一和第二离子镜的每一个的至少一些间隔开的镜电极之间建立电场。

3.如权利要求2所述的静电线性离子阱，其特征在于，还包括一个处理器和一个存储有指令的存储器，当指令由处理器执行时，使处理器控制至少一个电压源产生至少一个输出电压以在电池的第一和第二通道中建立电场。

4.如权利要求3所述的静电线性离子阱，其特征在于，在由所述第一离子镜限定的所述第一轴向通道的近端和与所述第一轴向通道的远端相邻的所述电荷检测柱体的一端之间限定第一轴向长度，在第二轴向长度之间限定第二轴向长度；由第二离子镜限定的第二通道的近端和与第二轴向通道的远端相邻的电荷检测圆柱体的相对端，并且沿着第三轴向通道限定第三轴向长度，该第三轴向长度在电荷的一端之间检测缸和电荷检测器的另一端，

并且其中至少一个电压源被配置为通过向第一和第二离子镜中的每一个施加至少一个输出电压来在第一和第二离子镜中的每一个中建立电场，该至少一个输出电压具有至少一个大小至少部分地基于第一、第二和第三轴向长度。

5.如权利要求4所述的静电线性离子阱，其特征在于，第一轴向长度大约等于第二轴向长度，并且其中第三轴向长度大于第一轴向长度和第二轴向长度中的每一个；第一通道限定垂直于第一轴向长度的第一横截面积，第二通道限定垂直于第二轴向长度的第二横截面积，第三通道限定垂直于第一轴向长度的第三横截面积第三轴向长度并且其中所述至少一个大小进一步至少部分地基于所述第一，第二和第三横截面面积；第一横截面面积大约等于第二横截面面积，并且其中第三横截面面积小于第一和第二横截面面积中的每一个；电荷检测筒对穿过第三通道的离子的每个相应检测产生电荷检测信号，并且其中所述存储器中存储有指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器将由所述电荷检测筒产生的电荷检测信号存储在所述存储器中。

6.如权利要求5所述的静电线性离子阱，其特征在于，所述存储器还包括存储在其中的指令，当所述指令由处理器执行时，所述指令使所述处理器计算多个存储的电荷检测信号的傅立叶变换，所述电荷检测信号是由于离子通过所述第三通道的多次来回振荡而产生的在第一和第二离子镜之间的电荷检测柱体，以根据傅立叶变换的基频计算离子的质荷比，根据离子强度的大小来计算离子的电荷傅立叶变换的基本频率考虑了离子的数量振荡，并基于计算出的质荷比和计算出的电荷来计算离子的质量；

进一步包括：电荷前置放大器，其可操作地耦合在所述电荷检测柱体与所述处理器之间，所述电荷前置放大器放大所述电荷检测信号，所述处理器将所述放大的电荷检测信号数字化并将所述数字化的，放大的电荷检测信号存储在所述存储器中。