專利名稱:切分離子束的裝置和質(zhì)譜儀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及離子切分器(ion slicer)。
本申請要求2012年2月28日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/447，624的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請通過引用方式合并于此。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜儀被用于測定物質(zhì)的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)。質(zhì)譜儀由產(chǎn)生離子(如產(chǎn)生離子化的中性分子)的離子源、質(zhì)量分析儀及離子檢測器組成。舉例來說，質(zhì)量分析儀可以是飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析儀。TOF質(zhì)量分析儀可通過測量化合物的分子和/或碎片離子通過一定的距離所用的時(shí)間來用于記錄化合物或者化合物的混合物的質(zhì)譜。
在正交飛行時(shí)間質(zhì)譜儀器中，有時(shí)有必要控制正在接近正交加速區(qū)的離子束的能量。在這種情況下，離子束的軸向能量可被控制以保證離子在通過自由飛行區(qū)之后撞擊檢測器，并獲得良好的分辨率。雖然飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的脈沖發(fā)生器(pulser)中的離子的垂向(vertical)位置能夠用空間聚焦技術(shù)來補(bǔ)償，但是垂向的能量導(dǎo)致了引起低分辨率的回轉(zhuǎn)時(shí)間(turn-around-time)問題。因此典型地，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率，離子束被“切分(slice)”以去除那些向上和向下具有過度的垂向速率的離子。這通過讓離子束經(jīng)過板中的狹縫以使這些離子撞擊板并失去其電荷來實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

[技術(shù)問題]
飛行時(shí)間測定對(duì)包括離子束尺寸和發(fā)散的離子束相空間尤其敏感。為了提高離子束的質(zhì)量，通常使用離子切分器阻礙相對(duì)于離子束的軸具有特別高發(fā)散度和/或高位移的離子。這種離子切分器從而限定了正在進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子束的相空間。切分之后，被切分的離子束(在一定距離內(nèi)類似于概念上的離子“帶(ribbon) ”，因?yàn)殡x子束的頂部和底部已經(jīng)被去除了)進(jìn)入飛行時(shí)間譜儀，并且離子被脈沖輸送(pulse)至TOF譜儀的飛行管。在一些實(shí)施例中，離子在正交方向上(例如相對(duì)于帶的平面向上)被脈沖輸送至飛行管。切分從離子束中去除了在脈沖方向上具有顯著能量的離子，并且允許更多的離子的部分從飛行管中同樣的起點(diǎn)被脈沖輸送。這些特點(diǎn)導(dǎo)致了質(zhì)譜儀分辨率的增加。
質(zhì)譜儀的性能的另一個(gè)特性是操作的穩(wěn)定性，切分器的工作表面上待分析分子的堆積可能潛在地?fù)p害操作的穩(wěn)定性。這種堆積隨后導(dǎo)致這些表面累積電荷，而這將引起離子束偏轉(zhuǎn)。例如，如果切分器的工作表面變臟并且累積電荷，離子束將被偏轉(zhuǎn)或散焦。離子的低速增強(qiáng)了這種效應(yīng)。
相對(duì)于在下游的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的脈沖發(fā)生器區(qū)域內(nèi)使用的電壓，傳統(tǒng)的切分器的電位典型地在范圍O至10V，而脈沖發(fā)生器區(qū)域內(nèi)的離子的軸向動(dòng)能典型地低于40eV。結(jié)果，離子的速率相對(duì)偏低，這將導(dǎo)致上面描述的一些問題。
[技術(shù)方案][0010]在第一方面，本實(shí)用新型提供了一種切分離子束的裝置，其特征在于包括a)具有離子入口狹縫的第一電極，設(shè)置為工作于使正在接近所述狹縫的初始離子束中的離子加速的電壓下；其中所述狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于該離子束的軸具有高位移的離子；以及b)所述第一電極下游的一個(gè)或多個(gè)透鏡，設(shè)置為工作于使離子減速的一個(gè)或多個(gè)電壓下，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)成和電位分布提供相對(duì)于所述軸具有低發(fā)散度的離子束。
其中，第一電極具有把所述初始離子束中的離子的能量增加2倍至50倍的電壓，并且所述一個(gè)或多個(gè)透鏡把被加速的離子的能量減少到1/2至1/50。
其中，所述初始離子束的能量范圍為IeV至50eV的范圍內(nèi)。
其中，當(dāng)離子穿過所述一個(gè)或多個(gè)透鏡時(shí)，所述離子在離子束的包含縱軸的平面中交叉。其中，所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O. 6mm至I. 2mm范圍內(nèi)。
其中，所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O. Imm至IOmm范圍內(nèi)。
其中，所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下；其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
其中，所述第一電極帶有刃片并且包括a)本體；b)與本體相接的第一延伸刃片；以及c)與本體相接的第二延伸刃片；其中，該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
在第二方面，本實(shí)用新型提供了一種質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其特征在于包括a)用于產(chǎn)生離子的離子源山)用于引導(dǎo)所述離子的離子束的離子導(dǎo)管；c)用于對(duì)離子進(jìn)行分析的飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀，其中所述飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀包括用于在與所述離子束的縱軸正交的方向上脈沖輸送離子的脈沖發(fā)生器；以及d)在所述離子導(dǎo)管和所述飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀之間的、如本實(shí)用新型第一方面所述的切分離子束的裝置，所述裝置阻礙一部分相對(duì)于所述脈沖方向上的離子束的軸具有高位移的離子。
[技術(shù)效果]
此處描述了一種“快速狹縫”切分器，也就是，含有離子高速通過的狹縫的離子切分器。離子以相對(duì)于穿過傳統(tǒng)離子切分器的離子的10倍或更高的能量通過快速離子切分器的狹縫。結(jié)果，離子切分器的壽命可以增加至10倍，因?yàn)槌潆姷男?yīng)與離子的動(dòng)能大致成反比。


附圖被合并于此，作為說明書的一部分。連同下述描述，附圖進(jìn)一步用于解釋所要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法的原理，并使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用所要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法。[0022]圖I示意性地圖示了一種典型的快速狹縫離子切分器的光學(xué)組成部分。
圖2示意性地圖示了另一種典型的快速狹縫離子切分器的光學(xué)組成部分。
圖3示意性地圖示了一種帶有快速狹縫切分器的質(zhì)譜系統(tǒng)。
圖4示意性地圖示了一種帶有刃片的切分器的一個(gè)實(shí)施例。
圖5示意性地圖示了帶有刃片的切分器的另一個(gè)實(shí)施例。
圖6示出了一種示例性的帶有刃片的切分器的透視圖。
具體實(shí)施方式
本申請中描述了一種“快速狹縫(fast slit)”離子切分器。該裝置大體包括a)包含離子入口狹縫的第一電極，該狹縫處于使正在接近該狹縫的初始離子束加速的電壓下；其中該狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子；b)位于該第一電極之后的一個(gè)或多個(gè)透鏡，處于一個(gè)或多個(gè)使離開該一個(gè)或多個(gè)透鏡的離子減速的電壓下。該一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)造和電位分布提供在所述軸的方向上具有低發(fā)散度的離子束。
還提供一種質(zhì)譜系統(tǒng)，在特定的實(shí)施例中，該質(zhì)譜儀系統(tǒng)包括產(chǎn)生離子的離子源；引導(dǎo)離子束的離子導(dǎo)向器；快速狹縫離子切分器；和用于分析離子的正交飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析儀。
最后，提供一種切分低能量離子束的方法。概括地，該方法包括把低能量離子束向包括離子入口狹縫的第一電極加速，其中該第一電極阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子，從而切分該離子束；以及，把切分之后的離子束減速。
本申請中，術(shù)語“垂向”和“橫向(transverse) ”可互換地用于表示質(zhì)量分析儀的離子在下游的正交飛行時(shí)間內(nèi)飛行的方向。術(shù)語“水平”指與離子束的垂向軸和縱向軸都垂直。
通過向包含狹縫的電極提供高電位，離子能夠被朝向狹縫加速。該電位可以高達(dá)500V，但是典型地在100V至300V的范圍內(nèi)?？焖侏M縫能夠被安裝在距TOF質(zhì)譜儀的脈沖發(fā)生器區(qū)域一個(gè)選定的距離。快速狹縫和脈沖發(fā)生器之間的距離應(yīng)當(dāng)足以容納下述光學(xué)元件這些光學(xué)元件用于使離子減速至適于飛行時(shí)間分析器分析的較低能量。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的脈沖發(fā)生器中離子的軸向動(dòng)能通常在IOeV至50eV范圍內(nèi)。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，該距離在30至60mm的量級(jí)，但這個(gè)范圍之外的距離在許多情況下也是可以的。該減速光學(xué)元件不僅向飛行時(shí)間分析儀提供較慢的離子束，還重建低橫截面積和在“垂向”軸向上具有低的角發(fā)散度的合適的離子束相空間，也就是，在與脈沖輸送至后面的正交飛行時(shí)間分析儀的同一個(gè)方向上。
在特定實(shí)施例中，快速狹縫離子切分器包括a)包含離子入口狹縫的第一電極，該狹縫處于使正在接近該狹縫的相對(duì)低能量的初始離子束加速的電壓下。如上所述，該狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子。快速狹縫離子切分器還包括b)位于該第一電極下游的一個(gè)或多個(gè)透鏡，提供使離子減速的電場。該一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)造和電位分布提供在垂向軸向上低發(fā)散的離子束，從而提供被切分的離子束。切分的離子束可以是帶狀。在特定的實(shí)施例中，第一電極(也就是，含有快速狹縫的第一電極)可以具有把初始離子束的離子的能量增加2倍至50倍的電壓，并且該一個(gè)或多個(gè)透鏡處于一個(gè)或多個(gè)使加速的離子的能量減少至1/2至1/50的電壓下，由此產(chǎn)生具有低能量和適于飛行時(shí)間分析的幾何形狀的離子束。初始離子束具有范圍為IOeV至50eV的能量。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)朝向第一電極加速時(shí)陰離子束被允許擴(kuò)張，并且離子束中只有含有與軸有較短距離的離子的部分通過快速狹縫。在此種配置中，快速狹縫可以比通常用于傳統(tǒng)切分器的狹縫更寬(也就是說，其可以具有例如O. 6mm至I. 2mm的寬度范圍)，這通過把污染分布到更大的面積上并減小離子束附近由電荷導(dǎo)致的電場，而進(jìn)一步地提高了切分器的壽命。在一些實(shí)施例中，第一電極的離子入口狹縫的寬度可以在O. Imm至IOmm范圍內(nèi)，例如，在O. 5mm至2mm范圍內(nèi)。通過快速狹縫之后，可以利用多種多樣的透鏡構(gòu)造來恢復(fù)低能量和平行度。在特定實(shí)施例中，快速狹縫下游的這一個(gè)或多個(gè)透鏡包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極(這些平板電極的表面相對(duì)于飛行管方向設(shè)置在x-y平面上)。相對(duì)設(shè)置的平板電極之間的距離在某些情況下可以在O. 2mm至2cm的范圍內(nèi)，但這一距離可以顯著地改變。并且，這些透鏡的數(shù)量也是可以改變的?！0035]圖I示出了一種快速狹縫離子切分器的例子。如圖I所示，該裝置的一種實(shí)施方式可以包括a)第一電極20，包括處于使初始的、低能量的離子束24(例如，脫離離子導(dǎo)管(ion guide)26的離子束)加速的電壓下的離子入口狹縫22，如上所述，該狹縫的寬度被選擇為阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子。本實(shí)用新型裝置的實(shí)施方式還包括i.第一透鏡28，例如，包括第一對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極，其處于使進(jìn)入該第一透鏡的離子減速的電壓下第二透鏡30，例如，包括第二對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極，其處于使進(jìn)入該第二透鏡的離子加速的電壓下。該裝置可以包含具有離子出口狹縫34的第二電極32，該電極處于使離子減速的電壓下。該裝置被設(shè)置為使離子束被該第一電極切分以產(chǎn)生切分的離子束，并且該被切分的離子束在以相對(duì)低的能量通過該離子出口狹縫脫離該裝置之前通過第一和第二透鏡。在一個(gè)實(shí)施例中，該入口狹縫22被保持在高電壓下(例如，在100V至500V范圍內(nèi)，例如，200V)以提供高離子速率，第一透鏡28處于使離子減速的較低電壓下(例如，在OV至200V范圍內(nèi)，例如，70V)。第二透鏡30被保持在高電位(100V至500V范圍內(nèi)，例如，200V)，并且，最終，切分器出口電極32處于與下游的正交飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的離子脈沖發(fā)生器平板的電壓相似的低電位(可以在OV至15V范圍內(nèi))。所有電壓具有與被分析尚子的符號(hào)相反的符號(hào)。
出口狹縫34的寬度在某些情況下可以大于傳統(tǒng)離子切分器的狹縫的寬度，目的是防止任何顯著量的離子與透鏡相撞。在這種配置中，出口狹縫的污染和充電可以較少或沒有。作為優(yōu)選，出口狹縫可以被去除，只要切分器的氣體電導(dǎo)足夠低以至于防止了 TOF MS分析儀內(nèi)的高壓。
SIMION模擬(未示出)顯示了所需的離子束的低橫截面和發(fā)散能夠通過選擇合適的透鏡元件的電壓來重建。模擬表明離子束的相空間與包括兩個(gè)相似尺寸的狹縫的傳統(tǒng)切分器一樣好。另外，第一狹縫的設(shè)計(jì)在總體傳輸方面提供了改進(jìn)，并且沒有損害TOF MS分析的分辨率。
在某些情況下，并且如圖I所示，在離子束通過本實(shí)用新型的裝置時(shí)，離子的軌跡在某些情況下可以在離子束的水平維度交叉(cross-over)。特別地，如果離子束行進(jìn)的方向是X方向，離子束的寬度是y方向，那么離子可以沿z方向即垂向(向上和向下)與包含該離子束縱軸的水平面交叉，而不與包含該離子束縱軸的垂向平面交叉。換句話說，離子可以從經(jīng)過切分的離子束的上半部的位置移動(dòng)至切分的離子束的底部的同等位置，而沒有顯著的側(cè)向移動(dòng)(例如，沒有從離子束的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè))。如果離子束具有狹窄的交叉，可能有空間電荷引起的問題。但是在通常的操作條件下這是不可能的。而且，任何交叉將會(huì)發(fā)生在高離子速率和低離子密度的區(qū)域，這也減少了空間電荷效應(yīng)的可能性。
為了解決這種可能的交叉問題(如果它成為問題的話)并提供所希望的離子束形狀，一個(gè)或多個(gè)下游的透鏡形狀將被設(shè)計(jì)成使得水平方向上沒有交叉。例如，模擬表明使用具有相對(duì)設(shè)置的平行電極的透鏡使離子束僅在一個(gè)方向上交叉，這顯著地減少了空間電荷問題。同時(shí)，所造成的離子束在水平方向上的發(fā)散仍然足以保持靈敏度。
圖2表示了一種更詳細(xì)的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，它不僅提供如上所描述的部件(也就是，離子導(dǎo)管26，第一電極20，包括處于使離子加速的電壓下的離子入口狹縫22，包括處于使進(jìn)入第一透鏡的離子減速的電壓下的第一透鏡28 ;處于使進(jìn)入第二透鏡的離子加速的電壓下的第二透鏡30 ;包括離子出口狹縫34的第三透鏡32)，還加入了包括前狹縫42的“前”電極40。在一個(gè)實(shí)施例中，前狹縫的兩側(cè)可以被設(shè)置在稍微不同的電壓，這提供了在垂 向上操縱離子束的可能性。這提供了一種方式來補(bǔ)償任何可能的光學(xué)元件機(jī)械失準(zhǔn)，并且在離子束進(jìn)入TOF提取區(qū)域之前實(shí)現(xiàn)了離子束的優(yōu)化的方向。前狹縫的尺寸可以足夠大，使很少或沒有離子的軌跡與前電極相撞。
另外，兩個(gè)另外的DC電壓元件可以被緊接著定位在離子導(dǎo)管之后和前狹縫之前，例如，小直徑的圓形透鏡電極44和較大的圓柱形元件46。它們的作用可以是提供對(duì)RF場的屏蔽，以及初始離子束的形狀。
前狹縫的形狀可以被用于控制離子束的幾何形狀。模擬表明水平和垂向維度(孔的“水平”維度是指與第一電極的狹縫相同方向上)上具有大約2 I比例的狹縫提供改進(jìn)的離子束幾何形狀，并且導(dǎo)致滿意的傳輸。還發(fā)現(xiàn)，與相對(duì)更接近方形的開口(例如，t匕例為5 4或4 4)相反，這種配置對(duì)切分器的元件的水平失準(zhǔn)具有低敏感性。
表I概括了在一種配置中，一系列可能的針對(duì)不同光學(xué)元件的電壓設(shè)置，它們可以提供足夠的性能。這些電壓僅僅舉例說明了一系列可能的電壓。人們利用的實(shí)際的電壓可以依賴于使用目的和光學(xué)系統(tǒng)的具體形態(tài)而非常不同。作為例子，使用的快速狹縫的寬度可以為O. 6mm至I. 2mm,前狹縫尺寸能夠在很大的數(shù)值范圍被優(yōu)化(例如包括8mmX 4mm,但更大或更小的尺寸也可以使用)。在該系統(tǒng)中離子的速率可以被離子導(dǎo)管中的電壓限制，因?yàn)檫@是它們經(jīng)歷與氣體的多重撞擊之處的最后元件。所有電壓是相對(duì)于離子脈沖發(fā)生器的基準(zhǔn)板的。顯而易見，此處所述的電壓的極性(也就是，電壓是正還是負(fù))可以依賴于被分析尚子的電荷而變化。
元件離子離子離子前狹縫快速狹透鏡I纖2 出口 TOF脈沖
__導(dǎo)管聚焦遨竟__m___狹縫發(fā)生器
電壓 ^2V|-20V -IOV -50V -200V -50V -200V OV OV
在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)切分器的光學(xué)器件上的電壓設(shè)置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在狹縫之前離子束的發(fā)散被修正，并且被阻礙的離子束的量可以改變。這提供了一種改變下游的質(zhì)譜儀的分辨率和靈敏度的方式。特別地，如果離子束在狹縫之前被發(fā)散的越多，傳輸?shù)目臻g相的部分越小。結(jié)果，高分辨率得以實(shí)現(xiàn)，盡管損失了一些靈敏度。相反地，在狹縫之前更高的校準(zhǔn)將會(huì)提供高靈敏度而降低分辨率。作為一個(gè)例子，離子束的較小的發(fā)散能夠通過設(shè)置前狹縫更低的絕對(duì)值(30-40V)來實(shí)現(xiàn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)切分器的特定的性能能夠通過改變快速狹的尺寸實(shí)現(xiàn)。如果狹縫的寬度被改變(例如，機(jī)械地)，分辨率和靈敏度之間的關(guān)系能夠被調(diào)整。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，該裝置具有兩個(gè)或多個(gè)可依賴于特定應(yīng)用目標(biāo)來選擇的“操作模式”。
在一個(gè)實(shí)施例中，快速狹縫，即第一電極，可以具有刃片并可以包括本體；第一延伸刃片；第二延伸刃片；其中，帶有刃片的離子切分器包括延伸入該本體的、使離子經(jīng)過的狹縫，第一和第二延伸刃片的邊緣限定了狹縫入口且指向離子束，如圖4示例性所示。
帶有刃片的第一電極的一個(gè)例子的橫截面如圖4所示。帶有刃片的第一電極209大體包括a)本體210 ；b)第一延伸刃片212 ;和c)第二延伸刃片214 ;其中帶有刃片的離子切分器包括延伸入本體210的、使離子經(jīng)過的狹縫214。如圖所示，第一和第二延伸刃片 216和218的邊緣(也就是，尖銳的切割邊緣)，各自限定了狹縫的入口 220并朝向離子束的方向(也就是，邊緣指向離子束的流動(dòng)反方向)。在如圖4所示的特定的實(shí)施例中，第一和第二延伸刃片的邊緣可以相互平行。在其它實(shí)施例中，第一和第二延伸刃片之間的間隔可以變化，在某些情況下可以從狹縫的一端到另一端以漸變或步進(jìn)的方式增加或減少。通過把刃片從一端到另一端移位，可以向離子束呈現(xiàn)不同的狹縫尺寸以方便靈敏度和分辨率之間的折衷。相似地，使刃片向側(cè)面移位可以用于為離子束提供新的表面以減少充電。在一些情況下，如圖4所示，狹縫具有離子入口端和離子出口端，離子出口端寬于離子入口端。在具體情況下，狹縫的壁之間可以具有例如1° -15°的角，使離子出口端寬于離子入口端，這將防止粒子與狹縫的壁撞擊。狹縫的寬度可以在O. Imm至IOmm之間，可以為了許多目的而使用0.5_至2_范圍的寬度。帶有刃片的離子切分器可以利用導(dǎo)電材料制造，例如，不銹鋼或?qū)щ娞沾伞в腥衅那蟹制骺梢允艿诫娺B接，以提供使進(jìn)入切分器的離子加速的電壓電位，如上文所述。在某些實(shí)施例中，至少切分器的刃片具有薄的材料涂層，以改進(jìn)切分器的表面屬性，例如，夾持邊緣和/或防腐蝕、硬度或穩(wěn)定性。氮化鈦是這種涂層的一個(gè)例子，其它涂層也可以使用。在某些情況下，這種裝置可以是一種利用電火花線切割方法制造的一體結(jié)構(gòu)。刃片的邊緣在某些情況下可以具有在Omm至O. Imm之間的半徑或倒角。
在某些實(shí)施例中，如圖5所示，帶刃片的第一電極可以包括第三延伸刃片230和第四延伸刃片232，此處，如圖所示，第三和第四延伸刃片的邊緣直接朝向離子束，并且各自平行于和最接近于第一和第二延伸刃片。在某些情況下，第三和第四刃片的邊緣分別與第一和第二刃片的邊緣隔開一定距離，例如，O. 05mm至Imm之間，盡管這一距離可以依賴于所希望的應(yīng)用目的而顯著的改變。在特定實(shí)施例中，如圖5所示，第一和第二延伸刃片的邊緣可以相對(duì)第三和第四延伸刃片凹進(jìn)。
在一些實(shí)施例中，帶有刃片的第一電極包括至少三個(gè)沿著延伸狹縫的兩個(gè)邊延伸的刃片，其中刃片的邊緣朝向離子束，并且刃片逐漸向延伸狹縫凹進(jìn)。圖5表示了狹縫的每邊包含四個(gè)刃片的帶有刃片的切分器(刃片232，234，236和238位于狹縫上方，刃片230，240，242和244位于狹縫下方)，刃片均逐漸向狹縫凹進(jìn)。
刃片相對(duì)于離子束的軸的角可以依賴于實(shí)際需要顯著改變，每個(gè)單獨(dú)的刃片的邊緣的相應(yīng)的角均可變化。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，刃片的更接近于離子束的縱軸的一邊(也就是，刃片的更接近狹縫的邊)相對(duì)于離子束的縱軸呈10°至30°范圍的角。在某些情況下，距離子束的縱軸更遠(yuǎn)刃片的一邊(也就是，刃片的距狹縫更遠(yuǎn)的一邊)可以在某些情況下相對(duì)于縱軸具有1°至60°范圍的角。
圖6為包含多個(gè)刃片的帶有刃片的第一電極的一個(gè)例子，從離子出口邊(頂部)至離子入口邊(底部)。如圖6所示，狹縫214延伸入本體210，切分器的離子入口端的狹縫的入口由延伸刃片216和218限定。從圖6還可看出，帶刃片的狹縫，刃的邊緣的長度，遠(yuǎn)寬于粒子束的寬度，因此允許狹縫周期性側(cè)向移動(dòng)，將新的帶刃片的表面面向離子束。
還提供質(zhì)譜儀系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生離子的離子源；用于引導(dǎo)離子束的離子導(dǎo)管；包括如上所述的快速狹縫的用于切分離子束的切分器。如上所述，該切分器可以包括a)包含離子入口狹縫的第一電極，該狹縫處于使正在接近該狹縫的初始離子束加速的電壓下；其中該狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子；以及，b)位于該第一電極下游的一個(gè)或多個(gè)透鏡，處于一個(gè)或多個(gè)使離開該一 個(gè)或多個(gè)透鏡的離子減速的電壓下；其中該一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)造和電位分布提供垂向軸上低發(fā)散的離子束，由此保持被切分的離子束的帶狀形態(tài)。該質(zhì)譜儀系統(tǒng)還包括用于分析離子的正交飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析儀。在某些情況下，至少切分器的電壓中的一個(gè)可以被調(diào)節(jié)以提供該TOF質(zhì)量分析儀的較高的靈敏度和較低的分辨率，或者較低的靈敏度和較高的分辨率。在特定的情況下，離子導(dǎo)管的離子出口端與該裝置的離子入口狹縫間隔一定距離，以提供對(duì)離子束軸向上具有限定的發(fā)散的離子的阻礙。當(dāng)利用不同的電壓時(shí)，在某些實(shí)施例中，離子導(dǎo)管可以處在5V至50V范圍的電壓下；第一電極可以處在100V至500V范圍的電壓下；并且一個(gè)或多個(gè)透鏡可以處在OV至200V范圍的電壓下。該系統(tǒng)在某些實(shí)施例中還可以具有位于離子導(dǎo)管和第一電極之間的，具有孔的用于成型和/或引導(dǎo)離子束的第二電極。該孔在某些情況下在水平軸上的寬度可以寬于垂向軸上的寬度。該質(zhì)譜儀系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括在離子導(dǎo)管和第二電極之間的環(huán)形電極和圓柱電極，以提供RF屏蔽和/或修正初始離子發(fā)散。
如上所述的快速狹縫離子切分器能夠用于任何質(zhì)譜儀系統(tǒng)，尤其是正交飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。這種系統(tǒng)的得很多例子是廣為人知的。圖3示出一種串聯(lián)質(zhì)譜儀100 (四極/飛行時(shí)間或q-TOF)，其包括飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器和如上所述的快速狹縫切分器。圖3示出了本實(shí)用新型快速狹縫切分器在一個(gè)單獨(dú)的示例性的裝置中相對(duì)于其它器件的位置。圖3中所示的元件的其它結(jié)構(gòu)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
如圖3所示，串聯(lián)質(zhì)譜儀100包括離子源110，其在下游的末端具有過濾器115，用于過濾引入到質(zhì)譜儀的真空室中的離子。在第一真空室120，待分析離子被引導(dǎo)穿過八極桿，離子透鏡123和第一質(zhì)量分析儀124。在第一質(zhì)量分析儀124未被去除的離子通過一個(gè)孔進(jìn)入第二真空室130。第二真空室130順序包括，碰撞室132，待分析離子可以在其中被破碎為更小的離子和中性粒子，八極桿離子導(dǎo)管134和進(jìn)一步的處于DC電壓下的四級(jí)桿離子導(dǎo)管136。
碰撞室輸出的離子在進(jìn)入TOF質(zhì)量分析儀140的正交加速室之前，被引導(dǎo)通過八級(jí)桿離子導(dǎo)管134和四級(jí)桿離子導(dǎo)管136進(jìn)入用于阻礙高橫向位移(如上所述的飛行管方向上的位移)的粒子中的一些的快速狹縫切分器135。由快速夾縫切分器135阻礙的離子在其表面積累。
通過快速狹縫切分器135的離子進(jìn)入具有背板和加速柱的離子脈沖發(fā)生器142。為了啟動(dòng)離子飛入飛行管143，高脈沖電壓被加至該背板以加速離子使其通過加速柱中一疊金屬板。離子然后穿過“下游”方向的飛行管，飛向靜電離子反射鏡145。離子反射鏡145向飛行管的“上游”方向反射離子流。被離子反射鏡返回的離子飛向記錄離子撞擊和在飛行管143中的飛行時(shí)間的檢測器148。
一種切分低能量離子束的方法，還提供飛出離子導(dǎo)管的離子束。在某些實(shí)施例中，該方法可以包括向包括離子入口狹縫的第一電極加速離子束，其中第一電極阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子，由此切分離子束；并且減速被切分后的離子束。離子束被切分之后可以被脈沖送至正交飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在一個(gè)裝置中導(dǎo)向離子束，該裝置包括a)具有離子入口狹縫的第一電極；b)具有第一對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極的第一透鏡；c)具有第二對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極的第二透鏡；d)具有離子出口狹縫的第二電極；其中該離子束被第一電極切分以產(chǎn)生在經(jīng)過離子出口狹縫離開該裝置之前通過第一和第二透鏡的離子帶，并且其中第一電極加速離子，第一透鏡減速離子，第二透·鏡加速離子，第二電極減速離子。
實(shí)施例
實(shí)施例I 一種切分離子束的裝置，包括a)具有離子入口狹縫的第一電極，該電極設(shè)置為工作于使正在接近所述狹縫的初始離子束加速的電壓下；其中所述狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子；以及，b)在所述第一電極下游的一個(gè)或多個(gè)透鏡，設(shè)置為工作于使離子減速的電壓下，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)造和電位分布提供軸向上低發(fā)散的離子束。
實(shí)施例2根據(jù)實(shí)施例I的裝置，其中第一電極具有將所述初始離子束中的離子的能量增加2倍至50倍的電壓，并且所述一個(gè)或多個(gè)透鏡將被加速的離子的能量減少至1/2至 1/50。
實(shí)施例3根據(jù)前述任一裝置，其中所述初始離子束的能量范圍為IeV至50eV。
實(shí)施例4根據(jù)前述任一裝置，其中當(dāng)離子穿過所述一個(gè)或多個(gè)透鏡時(shí)，所述離子在離子束的包含縱軸的平面中交叉。
實(shí)施例5根據(jù)前述任一裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O. 6mm至I. 2mm范圍內(nèi)。
實(shí)施例6根據(jù)前述任一裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O. Imm至IOmm范圍內(nèi)。
實(shí)施例7根據(jù)前述任一裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極。
實(shí)施例8根據(jù)實(shí)施例7的裝置，其中所述相對(duì)設(shè)置的平板電極之間的距離在O. 2mm至2cm的范圍之間。
實(shí)施例9根據(jù)前述任一裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的工作于使離子減速的電壓下的第二電極；其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述
第一和第二透鏡。
實(shí)施例10根據(jù)前述任一裝置，其中所述第一電極帶有刃片，并且包括a)本體；b)與本體相接的第一延伸刃片；以及c)與本體相接的第二延伸刃片；其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的供離子通過的狹縫，并且其中所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，且朝向所述離子束。實(shí)施例11根據(jù)實(shí)施例10的裝置，其中所述第一和第二延伸刃片相互平行。
實(shí)施例12根據(jù)實(shí)施例10或11的裝置，進(jìn)一步包括第三延伸刃片和第四延伸刃片，其中所述第三和第四延伸刃片的邊緣朝向所述離子束，且各自平行于和最接近于所述第一和第二延伸刃片。
實(shí)施例13根據(jù)實(shí)施例12的裝置，其中所述第一和第二延伸刃片相對(duì)于所述第三和第四延伸刃片凹進(jìn)。
實(shí)施例14根據(jù)實(shí)施例12的裝置，其中所述離子切分器包括至少三個(gè)沿著所述延伸狹縫的每一邊延伸的刃片，其中所述刃片的邊緣朝向所述離子束并且所述刃片逐漸向所屬延伸狹縫凹進(jìn)。
實(shí)施例15根據(jù)實(shí)施例10-14中任一裝置，其中所述刃片的距離子束縱軸較遠(yuǎn)的一邊與離子束的縱軸呈10°至60°范圍的角。
實(shí)施例16根據(jù)實(shí)施例15的裝置，其中所述刃片的更接近于離子束的縱軸的一邊與離子束的縱軸呈1°至30°范圍的角。
實(shí)施例17根據(jù)實(shí)施例10-16中任一裝置，其中狹縫具有離子入口端和離子出口端，從離子入口端和離子出口端延伸的壁相互間呈1°至15°范圍的角，從而使所述狹縫的所述離子出口端大于所述狹縫的所述離子入口端。
實(shí)施例18根據(jù)實(shí)施例10-17中任一裝置，其中所述狹縫的寬度范圍為O. Imm至IOmm0
實(shí)施例19根據(jù)實(shí)施例10-18中任一裝置，其中所述離子切分器為利用電火花線切割方法制造的獨(dú)立結(jié)構(gòu)
實(shí)施例20根據(jù)實(shí)施例10-19中任一裝置，其中所述離子切分器由導(dǎo)電陶瓷制成。
實(shí)施例21根據(jù)實(shí)施例10-21中任一裝置，其中刃片邊緣具有Omm至O. Imm之間的半徑或倒角。
實(shí)施例22 —種質(zhì)譜儀系統(tǒng)，包括a)產(chǎn)生離子的離子源；b)引導(dǎo)所述離子的離子束的離子導(dǎo)管；c)用于分析離子的飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析儀，其中所述TOF質(zhì)量分析儀包括用于向正交于所述離子束的縱軸方向上脈沖輸送離子的脈沖發(fā)生器；以及d)在所述離子導(dǎo)管和所述TOF質(zhì)量分析儀之間的如權(quán)利要求
I所述的裝置，其中所述裝置阻礙一部分相對(duì)于所述脈沖方向上的離子束的軸具有高位移的離子。
實(shí)施例23根據(jù)實(shí)施例22的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其中至少所述電壓中的一個(gè)可以調(diào)節(jié)以使所述TOF質(zhì)量分析儀產(chǎn)生較高的靈敏度和較低的分辨率，或者較低的靈敏度和較高的分辨率。
實(shí)施例24根據(jù)實(shí)施例22或23的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其中所述離子導(dǎo)管的離子出口與所述離子入口狹縫隔開一個(gè)距離以阻礙與離子束的軸有限定距離的離子。[0084]實(shí)施例25根據(jù)實(shí)施例22-24中的任一質(zhì)譜儀系統(tǒng)其中
所述離子導(dǎo)管設(shè)置為工作于5V至50V范圍內(nèi)的電壓下；
所述第一電極設(shè)置為工作于100V至500V范圍內(nèi)的電壓下；
包括減速透鏡的所述一個(gè)或多個(gè)透鏡設(shè)置為工作于OV至200V范圍內(nèi)的電壓下。
實(shí)施例26根據(jù)實(shí)施例22-25中任一質(zhì)譜儀系統(tǒng)，進(jìn)一步包括具有孔的、在所述離子導(dǎo)管和所述第一電極之間的、用于定形和/或引導(dǎo)離子束的第二電極。
實(shí)施例27根據(jù)實(shí)施例26的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其中所述孔在水平方向的寬度大于垂向上的寬度。
實(shí)施例28根據(jù)實(shí)施例26的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述離子導(dǎo)管和所述第二電極之間的環(huán)形電極和圓柱電極，用于向離子束提供RF屏蔽?！?br>實(shí)施例29根據(jù)實(shí)施例22-28中任一質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其中所述第一電極具有刃片，并包括a)本體；b)與本體相接的第一延伸刃片；以及c)與本體相接的第二延伸刃片；其中該離子切分器包括離子通過的延伸入所述本體的狹縫，并且其中所述第一和第二延伸刃片限定了所述狹縫的入口且朝向所述離子束。
實(shí)施例30 —種切分離子束的方法，包括向具有離子入口狹縫的第一電極加速離子束，其中所述第一電極阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子，由此切分所述離子束，并且在粒子束被切分后，使離子束減速。
實(shí)施例31根據(jù)實(shí)施例30的方法，其中所述加速是指將離子束中的離子的能量增加2倍至50倍，所述減速是指將加速后的離子的能量減少1/2倍至1/50。
實(shí)施例32根據(jù)實(shí)施例30或31的方法，其中該離子束被切分后被脈沖輸送至正交飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。
實(shí)施例33根據(jù)實(shí)施例30-32中任一方法，其中所述方法中加速和減速由下述裝置執(zhí)行，該裝置包括a)具有離子入口狹縫的第一電極；b)具有第一對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極的第一透鏡；c)具有第二對(duì)相對(duì)設(shè)置的平板電極的第二透鏡；以及d)包括離子出口狹縫的第二電極；其中所述離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生在經(jīng)過離子出口狹縫離開所述裝置前通過所述第一和第二透鏡的離子帶；并且其中第一電極加速所述離子，所述第一透鏡減速所述離子，所述第二透鏡加速所述離子以及所述第二電極減速所述離子。
本實(shí)用新型之前的描述的目的為解釋說明。并不意味著窮舉或?qū)⒈緦?shí)用新型限制在所披露的嚴(yán)格的形式內(nèi)?？梢愿鶕?jù)上述教導(dǎo)進(jìn)行其它修改或變化。所選擇并被詳細(xì)描述的實(shí)施例是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理及其實(shí)際應(yīng)用，并由此使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的以變化的和各種修改的方式利用本實(shí)用新型以適用于不同的目的。附加的權(quán)利要求
用于限定包括本實(shí)用新型其它等同替代的實(shí)施方式，包括等價(jià)的結(jié)構(gòu)，組成，方法和手段。
除非另有限定，否則本實(shí)用新型中所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的含義均與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常熟知的含義相同。
本實(shí)用新型中為了清楚地說明而以分開方式描述的實(shí)施例還可以組合為一個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例。相反地，本實(shí)用新型中為了簡潔地說明而在全文中描述的單獨(dú)的實(shí)施例各種技術(shù)特征還可以被分開或以任意合適的方式進(jìn)行拆分。實(shí)施例的所有組合方式都被由本實(shí)用新型涵蓋并被披露于此，即，每種組合方式都單獨(dú)地且明確地公開，這些組合方式涵蓋了可操作的方法和/或裝置/系統(tǒng)/套件。[0099]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)用新型所描述和解釋的每個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例包括分立的要素和特征，這些要素和特征可以容易地與其它幾個(gè)實(shí)施例中的任一者分開或組合而不脫離本實(shí)用新型的范圍或違背本實(shí)用新型的精神。所記載的任何方法可以按照所陳述的 順序或邏輯上可能的任何其他順序來執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種切分離子束的裝置，其特征在于包括 a)具有離子入口狹縫的第一電極，設(shè)置為工作于使正在接近所述狹縫的初始離子束中的離子加速的電壓下；其中所述狹縫的寬度選擇為阻礙一部分相對(duì)于該離子束的軸具有高位移的離子；以及 b)所述第一電極下游的一個(gè)或多個(gè)透鏡，設(shè)置為工作于使離子減速的一個(gè)或多個(gè)電壓下，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡的幾何構(gòu)成和電位分布提供相對(duì)于所述軸具有低發(fā)散度的離子束。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I的裝置，其中第一電極具有把所述初始離子束中的離子的能量增加2倍至50倍的電壓，并且所述一個(gè)或多個(gè)透鏡把被加速的離子的能量減少到1/2至1/50。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中所述初始離子束的能量范圍為IeV至50eV的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中當(dāng)離子穿過所述一個(gè)或多個(gè)透鏡時(shí)，所述離子在離子束的包含縱軸的平面中交叉。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其中當(dāng)離子穿過所述一個(gè)或多個(gè)透鏡時(shí)，所述離子在離子束的包含縱軸的平面中交叉。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.6_至I. 2mm范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.6mm至I. 2mm范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
4的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.6mm至I. 2mm范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.Imm至10mm范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.Imm至10mm范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
4的裝置，其中所述第一電極的離子入口狹縫的寬度在O.Imm至10mm范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括 i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下； ii第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且 其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下； 其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括 i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下； ii第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且 其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下； 其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求
4的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括 i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下；ii第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下； 其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括 i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下；ii第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下； 其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)透鏡包括 i第一透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第一透鏡的離子減速的電壓下；ii第二透鏡，設(shè)置為工作于使進(jìn)入所述第二透鏡的離子加速的電壓下；并且其中該裝置進(jìn)一步包括具有離子出口狹縫的第二電極，所述第二電極工作于使離子減速的電壓下； 其中所述裝置被設(shè)置為使初始離子束被所述第一電極切分以產(chǎn)生被切分的離子束，并且所述被切分的離子束在經(jīng)過所述離子出口狹縫離開所述裝置之前通過所述第一和第二透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求
I或2的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
18.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
19.根據(jù)權(quán)利要求
4的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
20.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
21.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
22.根據(jù)權(quán)利要求
7的裝置，其中所述第一電極帶有刃片并且包括 a)本體； b)與本體相接的第一延伸刃片；以及 c)與本體相接的第二延伸刃片； 其中該離子切分儀包括延伸入所述本體的、供離子通過的狹縫，并且其中，所述第一和第二延伸刃片的邊緣限定了所述狹縫的入口，這些邊緣朝向所述離子束。
23.—種質(zhì)譜儀系統(tǒng)，其特征在于包括 a)用于產(chǎn)生離子的離子源； b)用于引導(dǎo)所述離子的離子束的離子導(dǎo)管； c)用于對(duì)離子進(jìn)行分析的飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀，其中所述飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀包括用于在與所述離子束的縱軸正交的方向上脈沖輸送離子的脈沖發(fā)生器；以及 d)在所述離子導(dǎo)管和所述飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀之間的、如權(quán)利要求
I所述的裝置，所述裝置阻礙一部分相對(duì)于所述脈沖方向上的離子束的軸具有高位移的離子。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及切分離子束的裝置和質(zhì)譜儀系統(tǒng)，并公開了帶有加速和減速光學(xué)器件的離子切分器，該離子切分器a)向包括離子入口狹縫的第一電極加速離子束，第一電極阻礙一部分相對(duì)于離子束的軸具有高位移的離子，從而切分離子束；并且b)在離子束被切分后減速所述離子束。
文檔編號(hào)G21K1/00GKCN202694819SQ201220151653
公開日2013年1月23日 申請日期2012年2月28日
發(fā)明者邁克爾·尤加戊, 詹姆斯·L·博特遲 申請人:安捷倫科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan