示例實施例并不視為受限于這一方面。
[0055]此外，圖4示出了RF離子導向裝置400包括四個極桿電極405的示例。然而，這一概念可擴展至具有不止四個極桿電極(例如，如圖4G中的入口端前視圖所示的六個極桿電極，或者更多)的RF離子導向裝置。
[0056]齒和/或縫隙通常可具有直線邊緣或(略)圓形的邊緣。可用形狀的種類通常不受限制。此外，可以將縫隙寬度設置為在沿著離子導向裝置軸的方向上逐漸變小，如圖4H中以示例方式示出的那樣。在這種情況下，可使從包含槽的電極部分到整個電極部分的過渡更加平滑，這會有利于極桿電極之間的電場的連續性。
[0057]圖5示出了呈約90°彎曲的RF離子導向裝置500的實施方式。四個電極505通常具有沿著其延長線的大部分為幾乎方形的橫截面(不可見)，然而其不對稱地呈錐形或者凹進以使離子導向裝置500的入口 515處和出口端處呈現較薄且扁平的端部。在這種情況下，可減少電極505扁平端部的電容量，該電容量可影響例如與相鄰RF部件(未示出)的極桿電極的電容耦合的量級。電極505呈現出在入口端515處具有縫隙525的叉狀前端設計(如上所述那樣)，并且在所示示例中電極505以夾心布置方式安裝在兩塊板形不導電基板535之間。通過這種相當封閉的設計，離子導向裝置500可用作碰撞池或反應池，其被保持在相比于其周圍環境的更高的壓力之下，并且被供應有適當的中性氣體或反應氣體。使用工具SIM10N?進行的離子軌跡仿真顯示:通過如圖4和圖5所示的那樣切出離子導向裝置入口端處的開放縱向槽，有用離子的傳輸基本不受影響，因此使用常規的完整離子導向裝置電極和使用叉狀離子導向裝置電極的離子傳輸情況大致相當。圖6示出了具有方形剖面的極桿電極的仿真傳輸曲線的示例，其中一組電極如圖4那樣在入口端分叉或為叉狀，而對比組是完整的電極。本領域從業人員可理解的基本仿真參數為(簡明):內半徑:το = 3mm;桿寬度=3.5mm；桿長度=50mm長;縫隙寬度=l/3ro;縫隙長度=3ro ；測試離子m/z = 264u ；離子平均動能=5eV ；離子能量分布FWHM寬度=IeV;離子束入口直徑= ro/2;離子束發散=15度;每RF相位48個軌跡;總計8個相位=每RF電壓數據點384個離子。
[0058]可以看出，與完整的方形電極相比，使用叉狀入口端沒有明顯削弱傳輸率。這一點可通過以下事實進行解釋:在離子導向裝置的初始部分，有用離子移動到中心附近(或者換句話說，移動到軸附近)，其中電場基本不會受到電極切除部分的影響。使用snooN?程序的電場計算進一步顯示，等電勢線與雙曲電場在很大程度上一致，并且在離子導向裝置中心不會受到干擾，而是僅在靠近電極處受到影響，這對整體性能并不關鍵。
[0059]修改后的離子導向裝置電極的其他實施例的離子傳輸仿真曲線示出了完整的極桿電極與修改后的極桿電極之間較為相似的良好匹配，但為方便起見并沒有在這里示出。
[0060]通過離子導向裝置電極的上述修改，可明顯延長相應配置的離子導向裝置的正常運行時間，而無需頻繁清潔各個電極或在操作期間加熱電極。
[0061]中心縫隙的寬度可以實質上達到面向離子導向裝置內部和/或軸的有效電極表面寬度的一半。與完整的電極相比，即使進行這種顯著的修改，離子傳輸仍然基本不會受到影響(小于5% )。
[0062]縫隙和/或齒的優選縱向尺寸為距離電極前端約一厘米，并且可發生變化，S卩，可以更長或更短，這具體取決于RF電壓頻率和離子束的軸線能量。在一些情況下，也可以將縱向尺寸延長至一厘米以上。
[0063]根據本發明的另一方面，如同從圖7明顯看出的那樣(單個電極在左側，四個電極裝置在右側)，可通過在離子導向裝置電極705的面對離子導向裝置700內部和/或軸的表面設置凹進結構(例如切出的縱向凹槽或凹穴740)，來降低形成在射頻離子導向裝置700的入口區域715的沉積物造成的負面影響。在這種情況下，創建了相比于完整的極桿電極偏離于離子導向裝置的內部和/或軸的電極表面。進入離子導向裝置時被RF限制電場排斥的離子不會穿過極桿電極705，而是更可能在電極表面上發生撞擊，但是，由于(在凹槽或凹穴內的)表面遠離離子導向裝置的軸，需要相當長的時間才會使得因池內RF限制電場而潛在形成于偏離表面的沉積物所造成的不利影響變得可檢測。
[0064]在對壓力控制有特別高的要求時，具有凹進結構的變形例較有優勢，這是因為極桿電極可用作氣密元件，而這種配置可簡化在電極之間的通道中的規定壓力水平的建立。
[0065]上述關于縱向端槽實施例的變型例也可用于凹進結構的實施例。例如，同樣可使用導電網格(類似于圖4A)覆蓋凹進結構以使電勢定義表面部分地恢復。此外，電極可以具有各種形狀和剖面(例如圓形)，如同已參照其他前述附圖進行說明的那樣。
[0066]已經參照本發明的多個不同的實施例描述了本發明。然而，應當理解的是，在不偏離本發明范圍的前提下，可對本發明的各個方面或細節進行改變，或者對不同實施例的各個方面或細節進行任意可行的組合。通常，上述說明僅出于說明目的，并非為了限制本發明，本發明僅由所附的權利要求進行限定。
【主權項】
1.一種射頻離子導向裝置，其具有圍繞軸布置的多個電極以及將射頻電壓施加至所述多個電極以對離子進行徑向限制的射頻電壓發生器，其中在所述離子導向裝置的入口端接收離子，并且其中所述多個電極中的每個電極具有位于所述離子導向裝置入口端的叉狀前端。2.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述叉狀前端包括至少兩個齒。3.根據權利要求2所述的離子導向裝置，還包括導電網格，其覆蓋所述齒間的中間縫隙，從而至少部分地恢復每個電極的電勢定義內表面。4.根據權利要求2所述的離子導向裝置，其中，所述齒的厚度在遠離軸的方向上減小。5.根據權利要求2所述的離子導向裝置，其中，所述齒沿軸延伸約I厘米。6.根據權利要求2所述的離子導向裝置，其中，所述齒間縫隙的寬度總計達到電極總寬度的一半。7.根據權利要求2所述的離子導向裝置，其中，所述齒間縫隙的寬度沿著軸的方向逐漸減小。8.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述前端為兩個分叉和多個分叉中的一種。9.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述多個電極包括至少四個桿電極。10.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述多個電極包括直線電極和彎曲電極中的一種。11.根據權利要求1所述的離子導向裝置，還包括位于所述離子導向裝置上游的離子源，以使得來自所述離子源的離子傳輸至所述入口端，并且還包括位于所述離子導向裝置下游的質量分析器，以使得已穿過所述離子導向裝置的離子進一步被傳輸至該質量分析器。12.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述每個電極的入口端的第一部分實質上與所述每個電極的后面的第二部分分離。13.根據權利要求12所述的離子導向裝置，其中，所述分離的第一部分處于第一壓力狀態，所述后面的第二部分處于第二低壓狀態。14.根據權利要求12所述的離子導向裝置，其中，施加至所述分離的第一部分的射頻電壓不同于施加至所述后面的第二部分的射頻電壓。15.根據權利要求1所述的離子導向裝置，其中，所述電壓發生器還具有向所述多個電極提供直流電壓的能力。16.—種射頻離子導向裝置，其具有圍繞軸安裝的多個電極，以及將射頻電壓施加至所述多個電極以對離子進行徑向限制的射頻電壓產生器，其中在所述離子導向裝置的入口端接收離子，并且其中所述多個電極中的每個電極具有位于面向所述離子導向裝置內部的表面上的凹進結構，所述凹進結構位于離子導向裝置的入口端。17.根據權利要求16所述的離子導向裝置，還包括導電網格，其至少覆蓋所述凹進結構的一部分，從而至少部分地恢復每個電極的面向所述離子導向裝置內部的電勢定義表面。18.根據權利要求16所述的離子導向裝置，其中所述凹進結構包括細長的凹槽或凹穴。
【專利摘要】本發明涉及一種用于質譜分析的射頻離子導向裝置，所述射頻離子導向裝置通過允許被RF限制電場排斥的離子飛過并遠離離子導向電極、并且防止所述離子撞擊離子導向電極的靈敏的電勢定義表面，來使污染最小化。在所述離子導向裝置的入口端，多個電極中的每個電極具有叉狀前端，或者具有包含面向離子導向裝置內部的凹進結構的前端。對于叉狀電極，叉狀端的齒可具有不同的形狀或錐形，并且可使用導電網格來覆蓋齒間縫隙。類似地，對于具有凹進結構的電極，導電網格可覆蓋凹進結構。
【IPC分類】H01J49/26, H01J49/06
【公開號】CN105702557
【申請號】CN201510903219
【發明人】德斯蒙德·艾倫·卡普蘭, 費利奇安·蒙泰安, 史帝芬·扎農
【申請人】布魯克·道爾頓公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月9日
【公告號】CA2914088A1, EP3032569A1, US9312113...