[發明專利]帶離子阱的脈沖式輝光放電離子源

有效

• 申請號: 201210448724.3
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102945785A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 劉立秋;馬軍;張偉;顏毅堅;徐翔;張亦揚
• 申請（專利權）人: 武漢矽感科技有限公司;上海矽感信息科技有限公司
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;H01J49/12;G01N27/62
• 代理公司: 深圳市中原力和專利商標事務所(普通合伙) 44289
• 代理人: 曹撫全;王英鴻

技術領域

本發明涉及離子源技術領域，尤其涉及一種帶離子阱的脈沖式輝光放電離子源。

背景技術

離子遷移譜儀中最關鍵的技術之一就是離子源，離子源的作用是用來產生離子，而離子流的強度又是由離子的引出方式決定的，因此，離子源技術包括離子的有效產生和離子的有效引出兩個主要部分。

中國專利申請號201120221033.0，發明名稱為離子源，其公開了一種雙針式輝光放電離子源，該離子源的工作方式為連續放電式等離子源。該離子源用電場將目標離子引出，其離子引出率雖然比放射性離子源離子引出率高，但是，由于該離子源沒有離子阱，離子源管壁會產生離子附著，使得離子損失較大。同時，由于沒有離子阱，引出的離子流強度可調性差。

美國專利公開號US2008/0093549A1,?美國專利號US5200614，US5491337，US6124592中公開的離子源都是放射性離子源，都用雙網狀電極作為離子阱。如圖1所示，電極11和電極12形成的A區就是離子阱區，電極11、電極12、電極13、電極14、電極15和電極16為離子遷移區20的電極。放射性離子源17一般為Ni63。該離子源為放射性離子源，一方面存在放射性管制問題，另一方面，該離子源雖然也使用離子阱，但是該離子阱僅在一維方向對離子有限制作用，在徑向對離子沒有限制作用，在徑向依然存在離子附著離子源管壁的問題，依然存在離子損失的問題。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題是：提供一種帶離子阱的脈沖式輝光放電離子源，不但可以有效克服背景技術中存在的技術缺陷，還使得該離子源產生的離子流強度可調控。

于是，本發明提供了一種帶離子阱的脈沖式輝光放電離子源，電源、能夠產生離子的放電體C和離子引出電極B2，放電體C的高壓端連接電源，低壓端通過相互串聯的限流電阻R1和高壓開關S1接地，離子引出電極B2的一端通過分壓電阻R3連接放電體C的高壓端，另一端通過相互串聯的分壓電阻R2和高壓開關S2接地，放電體C包括兩個位置相對的正負放電電極和筒狀可提供穩定的脈沖輝光放電區域的離子源電極筒B1，該正負放電電極通過開設在離子源電極筒側壁上的開孔伸入到離子源電極筒內，并由離子源電極筒B1與離子引出電極B2構成離子阱以限制離子擴散。

其中，所述正負放電電極中用于連接電阻R1的放電電極，其外部設置有用于起安全防護作用的絕緣體A2。

所述正負放電電極為針狀放電電極。

所述離子源電極筒B1為金屬筒。

所述離子源電極筒B1為圓筒狀。

所述離子源電極筒B1的內徑范圍在100微米到30毫米之間。

所述離子引出電極B2為環狀的或者錐狀的金屬環。

所述離子引出電極B2的內徑范圍在1微米到30毫米之間。

所述正負放電電極之間的間距在1毫米至10毫米之間。

所述電源為高壓電源，其電壓范圍為3KV至30KV。

本發明所述帶離子阱的脈沖式輝光放電離子源，通過控制高壓開關S1和高壓開關S2的通斷時間，使得通過脈沖放電方式產生的等離子體在可控的時間內能夠被限制在離子阱中，在可控的的時間內又能夠將其從離子阱中引出，實現了脈沖離子流強度及脈寬的可調控。同時，由于離子源電極筒的結構，使得離子阱不僅在一維方向對離子有限制作用，而且在徑向也對離子有限制作用，克服了背景技術中所述離子附著離子源管壁的問題，減少了離子損失，提高了離子引出率。

附圖說明

圖1為現有技術中離子遷移管結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述離子源的電路結構示意圖；

圖3為本發明實施例所述離子源與離子遷移管中其他部件之間位置結構關系示意圖；

圖4圖3中所示放電體C和離子引出電極B2的立體分離結構示意圖；

圖5為圖4的剖視圖；

圖6為圖3所示離子引出極B2為錐狀時的剖視圖；

圖7為使用本發明實施例所述離子源產生的離子被限制在離子阱中和從離子阱中被引出時離子走向示意圖；

圖8為離子阱中離子被限制和被引出時電場等勢圖對比圖；

圖9為離子被限制和被引出時的控制時序圖；

圖10為參數組合一對應的主反應離子RIP的峰值圖；

圖11為參數組合二對應的主反應離子RIP的峰值圖；

圖12為參數組合三對應的主反應離子RIP的峰值圖；

圖13為參數組合四對應的主反應離子RIP的峰值圖。

具體實施方式