[发明专利]用于飞行时间质谱中离子束整形的静电透镜

摘要

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种用于飞行时间质谱中离子束整形的静电透镜装置，包括依次平行设置的离子入射电极、聚焦环电极、单透镜入口电极、离子偏转电极和单透镜出口电极；离子入射电极、聚焦环电极、单透镜入口电极、离子偏转电极和单透镜出口电极沿各个电极上通孔轴线依次同轴、平行设置，相邻电极间相互绝缘。单透镜入口电极通孔、离子偏转电极通孔和单透镜出口电极通孔形状和大小相同，且在垂直于通孔轴线的平面上投影相互重合。本装置利用具有扁形离子通孔的单透镜以及前置的聚焦环电极构成组合离子透镜，实现将小孔电极入射的发散离子束整形成为扁平状的平行离子束，可有效提高垂直加速飞行时间质谱的性能。

主权项

用于飞行时间质谱中离子束整形的静电透镜，其特征在于：包括依次平行设置的离子入射电极(1)、聚焦环电极(3)、单透镜入口电极(5)、离子偏转电极(7)和单透镜出口电极(9)，它们均为平板状金属电极；于离子入射电极(1)、聚焦环电极(3)、单透镜入口电极(5)、离子偏转电极(7)和单透镜出口电极(9)的中部分别设置有用于离子通过的通孔，依次为离子入射电极小孔(2)、聚焦环电极通孔(4)、单透镜入口电极通孔(6)、离子偏转电极通孔(8)和单透镜出口电极通孔(10)；离子入射电极(1)、聚焦环电极(3)、单透镜入口电极(5)、离子偏转电极(7)和单透镜出口电极(9)沿各个电极上通孔轴线依次同轴、平行设置，通孔轴线作为z轴，相邻电极间相互绝缘；单透镜入口电极通孔(6)、离子偏转电极通孔(8)和单透镜出口电极通孔(10)形状和大小相同，且在垂直于通孔轴线的平面上投影相互重合；单透镜入口电极通孔(6)沿z轴所在的y‑z平面呈面对称；离子偏转电极(7)由两块沿z轴所在的y‑z平面呈面对称的平板状金属电极构成，两块平板状金属电极处于同一平面内，两块平板状金属电极间相互绝缘；单透镜入口电极通孔(6)、离子偏转电极通孔(8)和单透镜出口电极通孔(10)在垂直于通孔轴线的平面上投影形状为下述形状中的一种：椭圆形，矩形，及中间为矩形、相对垂直于y轴方向的两边是以矩形的边为直径向远离矩形区域扩张的半圆形；于离子偏转电极(7)的两块电极上分别施加电压(V0+Vd/2)和(V0‑Vd/2)；其中V0为两块电极的平均电压，平均电压V0与单透镜入口电极(5)上电压的幅值或极性不同，实现离子束(11)的准直，Vd为两块电极的电位差，用于控制离子束(11)沿x轴方向的偏转。