[發明專利]一種脈沖式離子源、質譜儀及產生離子的方法

有效

• 申請號: 201310461050.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103531432A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 龍濤;包澤民;王培智;曾小輝;張玉海;劉敦一
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院地質研究所
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16;H01J49/26
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

1.一種脈沖式離子源，其特征在于，包括：

由開有一孔的加速電極板隔開的離子生成腔室和離子處理腔室；

所述離子處理腔室內設置有第一偏轉板組、第二偏轉板組、用于匯聚離子的至少一個離子透鏡、開有一孔的第一遮擋板和開有一孔的第二遮擋板；

所述加速電極板上的孔、所述第一遮擋板的孔、所述第二遮擋板的孔和所述用于匯聚離子的離子透鏡位于同一軸線上；

所述第一偏轉板組位于所述加速電極板與所述第一遮擋板之間，在靠近所述加速電極板的一側沿所述軸線兩側相對分布；

所述第二偏轉板組位于所述第一遮擋板與所述第二遮擋板之間，在靠近所述第一遮擋板的一側沿所述軸線兩側相對分布；

所述用于匯聚離子的離子透鏡位于所述加速電極板與所述第一遮擋板之間；

所述第一偏轉板組與第一脈沖電源連接，所述第二偏轉板組與第二脈沖電源連接，所述加速電極板與加速電源連接；

所述第一脈沖電源和所述第二脈沖電源分別與用于延時觸發第一脈沖電源和第二脈沖電源的延時發生器連接。

2.如權利要求1所述的脈沖式離子源，其特征在于，所述用于匯聚離子的離子透鏡位于所述加速電極板和所述第一偏轉板組之間；或者，

所述用于匯聚離子的離子透鏡位于所述第一偏轉板組和所述第一遮擋板之間。

3.如權利要求2所述的脈沖式離子源，其特征在于，所述用于匯聚離子束的至少一個離子透鏡為單透鏡。

4.如權利要求1所述的脈沖式離子源，其特征在于，所述第一偏轉板組的結構為平面結構或者曲面結構或者折面結構；

所述第二偏轉板組的結構為平面結構或者曲面結構或者折面結構。

5.如權利要求1～4任一項所述的脈沖式離子源，其特征在于，所述離子生成腔室內設置有：

靠近所述加速電極板的陽極板，所述陽極板開有一孔徑小于0.5mm的孔；

位于所述陽極板不與所述加速電極板相對的一側的中間電極；

所述中間電極為中空結構，在與所述陽極板相對的一端設置有錐形口；

位于所述中間電極的中空結構內的陰極；

所述陰極為設置有入射口和出射口的中空結構；

所述陰極的入射口、所述陰極的出射口和所述陽極板的開口位于所述軸線上。

6.一種離子質譜儀，其特征在于，包括如權利要求1～5任一項所述的脈沖式離子源。

7.一種利用權利要求1～5任一項所述的脈沖式離子源產生離子的方法，其特征在于，包括：

確定第一脈沖電源產生的第一脈沖電壓的脈沖寬度、第二脈沖電源產生的第二脈沖電壓的的脈沖寬度和目標離子從第一偏轉板組到第二偏轉板組的時間t_a；

通過離子生成腔室產生離子，并通過延時發生器周期性向第一脈沖電源發送第一觸發信號，所述第一觸發信號用于觸發所述第一脈沖電源向第一偏轉板組施加第一脈沖電壓，使得離子在所述第一脈沖電壓的脈沖寬度內通過第一遮擋板的孔；

每次向所述第一脈沖電源發送第一觸發信號后，經過時間t_a+t_d，通過所述延時發生器向第二脈沖電源發送第二觸發信號，所述第二觸發信號用于觸發所述第二脈沖電源向第二偏轉板組施加第二脈沖電壓，使得所述目標離子在所述第二脈沖電壓的脈沖寬度內通過第二遮擋板的孔；若目標離子為荷質比最小的離子，所述t_d滿足：-（T-t_n-T_T1+t_a）<t_d<T_T1，否則，所述t_d滿足：-（t_a-t_b-T_T1）<t_d<T_T1，所述T_T1為第一脈沖電壓的脈沖寬度，所述t_b為荷質比小于目標離子的離子中，與目標離子的荷質比最接近的離子從第一偏轉板組到第二偏轉板組的時間，所述t_n為所有離子中荷質比最大的離子從第一偏轉板組到第二偏轉板組的時間，所述T為所述延時發生器發送的第一觸發信號的周期。