一種離子加速偏轉裝置的制作方法

本發明涉及質譜領域，特別涉及到一種用于質譜儀器的離子加速偏轉裝置。

背景技術：

正交加速式飛行時間質譜（oa-tof-ms）具有以下優勢：第一,離子束沿質譜方向的能量分散大大降低;第二,更方便在離子進入質譜之前對其調制,改變離子的動能和分布等。因而其更容易獲得較高的分辨率。

離子從離子源處產生后，經過離子導入系統被引入離子正交加速區。如今常用的加速區一般為wiley-mclaren式的雙場加速系統，這是由于在引入第二個加速場之后，多了一個電壓參數和一個尺寸參數，飛行時間質譜可以實現更高階的聚焦，進一步減小離子的空間分散。雙場加速區一般由推斥板，加速板和引出板組成，經過引出板，離子進入飛行時間質譜的自由飛行區域，不同的離子在加速區獲得的能量相同，由于不同的離子質荷比不同，從加速區引出后其速度也不相同，因而經過同樣長度的自由飛行區之后，不同的離子到達探測器的時間不同，進而反映在質譜圖中為相應的離子譜峰與其對應的飛行時間的關系，即所謂的飛行時間質譜圖。

在正交引出的飛行時間質譜中，對于大質荷比的離子，由于其質量較大，因此相同的加速電壓下獲得的速度較小，所以在加速區中停留時間較長，因此在原始初速度方向位移較大，有可能會撞到加速板上，（如圖1離子束a所示），造成大質荷比的離子強度降低。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種離子加速偏轉裝置，該裝置有利于大質荷比離子的正交引出。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的一種離子加速偏轉裝置包括推斥板、接地平板、至少一塊加速偏轉板、引出板，所述推斥板、接地平板、加速偏轉板和引出板之間依次相對放置，其特征在于，所述加速偏轉板為l型平板電極和/或z型平板電極。

所述推斥板為平板電極，當離子充滿整個推斥區域時，推斥板施加一脈沖電壓，將引入的離子推向探測器方向。

所述接地平板為中心開孔的平板電極，始終接地，中心開孔處粘有至少一層柵網，以防加速區電壓滲透到離子引入區，對離子引入形成干擾。

進一步，所述加速偏轉板為復數片l型平板電極相對放置，各平板電極之間間距相等，其上施加電壓。

進一步，所述加速偏轉板為復數片z型平板電極相對放置，各平板電極之間間距相等，其上施加電壓。既能與接地平板，離子引出板之間形成加速電場，同時又能對離子的軌跡進行相應的偏轉。

進一步，所述推斥板大部分時間電勢為0，當離子充滿整個推斥區域時，推斥板電壓在很短時間內上升（正離子模式）為正電壓或下降（負離子模式）為負電壓（以下均以正離子為例，負離子反之），開始將離子推過接地平板，進入二級加速區。

進一步，所述接地平板中心開有孔，始終處于地電位。

進一步，所述引出板為中心開孔的平板電極，離子經由引出板進入自由飛行區。

本發明的優點在于：本發明提供的加速離子光學系統，在離子的初速度方向施加一個相反的電場分量，對離子的動能進行抵消，進而對離子的路徑進行偏轉，使其更靠近極板中心。

附圖說明

圖1為為本發明實施例的一種離子加速偏轉裝置的效果示意圖；

圖2為本發明實施例的一種離子加速偏轉裝置結構示意圖；

圖中標號：101-推斥板；102-接地平板；103-加速偏轉板；104-引出板,105-自由飛行區，106-mcp探測器。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的具體實施方式進行說明。

圖1為本發明實施例的一種離子加速偏轉裝置的效果示意圖，在傳統的離子加速偏轉裝置中，偏轉電極板一般置于加速區之后，此種結構由于沒有及時對大質荷比的離子進行偏轉，離子束軌跡如a，容易造成大質荷比的離子強度因撞擊加速偏轉板而降低。采用圖1中所示的l型或z型加速偏轉板103，入射的離子將在初速度方向得到一個相反的電場分量，對入射離子初速度的動能進行抵消，離子的路徑將從離子束a變成離子束b所示。

圖2為本發明實施例的一種離子加速偏轉裝置的結構示意圖，本發明提供的離子加速偏轉裝置，包括推斥板101，接地平板102，加速偏轉板103，引出板104，所述推斥板101、接地平板102、加速偏轉板103和引出板104之間依次相對平行放置。其中，所述推斥板101為中心開孔的平板電極，形狀可以為矩形或圓形，在孔上粘有一層柵網以均勻電場，推斥板101上施加脈沖的正電壓；所述接地平板102為一平板電極或者l型中心開孔平板電極，孔上粘有一層或者更多層柵網以均勻兩端電場；所述加速偏轉板103為復數塊z型平板電極，間隔相等的平行放置，z型平板間電場強度相等，對引入的離子實現加速和偏轉功能；所述引出板104為圓形或者矩形平板電極，中心開有孔，孔上粘有一層或者多層柵網，以均勻兩端電場。離子由離子源產生后，經過離子導入裝置引入推斥板101和接地平板102之間，待離子充滿整個推斥區時，推斥板101的電壓突然從地電位升高為正電壓，將離子往前推，離子經加速偏轉板103的作用，由引出板104引出后，進入自由飛行區105后到達探測器106，不同質荷比的離子經歷同樣長度的自由飛行區所需時間不同，到達探測器106的時間也有先后之分，據此將不同離子分開。

最后說明的是，以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

技術特征：

技術總結
一種離子加速偏轉裝置，包括推斥板、接地平板、至少一塊加速偏轉板、引出板，所述推斥板、接地平板、加速偏轉板和引出板之間依次相對放置，所述加速偏轉板為L型平板電極和/或Z型平板電極。本發明提供的加速離子光學系統，在離子的初速度方向施加一個相反的電場分量，對離子的動能進行抵消，進而對離子的路徑進行偏轉，使其更靠近極板中心。

技術研發人員：田明;林茂先;江東;朱治祥;胡修穩;徐春風;張鋒
受保護的技術使用者：合肥美亞光電技術股份有限公司
技術研發日：2015.12.31
技術公布日：2017.07.07