[發明專利]一種全譜信息保留的多次反射飛行時間質譜

有效

• 申請號: 201711204462.5
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109841495B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 陳平;蔣吉春;韓笑笑;周麗娟;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/40
• 分類號: H01J49/40
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種全譜信息保留的多次反射飛行時間質譜，其特征在于：包括脈沖離子源（1），第一、第二反射底電極（7）、（12），第一、第二地電極（11）、（16），第一、第二聚焦電極（10）、（15），第一、第二、第三、第四反射電極（8）、（9）、（13）、（14），注入離子門（3），引出離子門（5），中心聚焦電極組（4）、偏入電極（2）、偏出電極（6），主探測器（13），副探測器（14）；以縱向方向為y軸，橫向方向為x軸，以垂直于xy平面方向為z軸；

第一反射底電極（7）為一長方體，于長方體左側表面開設有一垂直x軸方向縱向截面為矩形的凹槽，第二反射底電極（12）為一長方體，于長方體右側表面開設有一垂直x軸方向的縱向截面為矩形的凹槽；

第一、第二地電極（11）、（16），第一、第二聚焦電極（10）、（15），第一、第二、第三、第四反射電極（8）、（9）、（13）、（14）均為一中部帶有矩形通孔的矩形環狀電極，電極縱向截面形狀呈“回”字形；

第一反射底電極（7）的矩形凹槽與第二反射底電極（12）矩形凹槽相對平行設置；

第一反射電極（8）、第二反射電極（9）、第一聚焦電極（10）、第一地電極（11）、第二地電極（16）、第二聚焦電極（15）、第四反射電極（14）、第三反射電極（13）依次順序平行間隔設置于第一反射底電極（7）和第二反射底電極（12）之間；

第一反射底電極（7）的矩形凹槽、第一、第二地電極（11）、（16），第一、第二聚焦電極（10）、（15），第一、第二、第三、第四反射電極（8）、（9）、（13）、（14）上的中部矩形通孔分別于第二反射底電極（12）上投影，它們的投影均與第二反射底電極（12）矩形凹槽縱向截面重合；

由第一反射底電極（7）、第一反射電極（8）、第二反射電極（9）、第一聚焦電極（10）、第一地電極（11）構成第一反射電極組；

由第二地電極（16）、第二聚焦電極（15）、第四反射電極（14）、第三反射電極（13）、第二反射底電極（12）構成第二反射電極組；第一反射電極組與第二反射電極組中的對應電極呈鏡像對稱排布；

注入離子門（3）、引出離子門（5）都是由兩片相同形狀和大小的矩形平板電極平行間隔設置構成，且它們平行平面的法線方向為縱向方向（沿y方向），中心聚焦電極組（4）由兩個以上電極對構成，每個電極對由兩片相同形狀和大小的矩形平板電極平行間隔設置構成，且它們平行平面的法線方向為縱向方向（沿y方向）；

注入離子門（3）、中心聚焦電極組（4）、引出離子門（5）位于第一反射電極組與第二反射電極組之間，注入離子門（3）中電極的幾何中心、中心聚焦電極組（4）中電極的幾何中心、引出離子門（5）中電極的幾何中心沿從上至下的縱向方向位于同一直線上，且該直線位于第一反射電極組與第二反射電極組的鏡像對稱面上；

偏入電極（2）和偏出電極（6）分別為二個片狀電極，二個片狀電極垂直z軸方向的截面為2個圓弧，2個圓弧為同圓心、同圓心角、且位于同一圓心角處的半徑不同的2段弧線；

偏入電極（2）位于注入離子門（3）上方，偏出電極（6）位于引出離子門（5）下方；

主探測器（13）位于偏出電極（6）的下方，主探測器（13）的接收面法線方向沿Y方向，副探測器（14）位于偏入電極（2）的右側，副探測器（14）的接收面法線方向沿X方向；

脈沖離子源（1）產生的脈沖離子團在偏入電極（2）的偏轉作用下進入第一反射電極組，經過電場的反射后以與X方向成180°-α角入射注入離子門（3）中受到注入離子門（3）的調制作用；注入離子門（3）上下兩片電極上施加的電壓差為周期性方波，方波的高電平值和低電平值分別是V1和零；引出離子門（5）上下兩片電極上施加的電壓差為周期性方波，方波的高電平值和低電平值分別是V2和零；

當注入離子門（3）電壓差處于低電平時，此時間段內注入離子門（3）的質量數段離子飛行不受偏轉作用，沿原來方向繼續進入多次反射探測通道進行分析，離子處于此探測通道時分別在第一反射電極組和第二反射電極組之間往復反射飛行，并依次從上至下依此穿過中心聚焦電極組（4），離子以與X方向成α角入射至引出離子門（5）；此時，當引出離子門（5）電壓差處于高電平V2時，在電場作用下偏轉與X方向成180°-α角出射，重新在第一反射電極組和第二反射電極組之間往復反射飛行，離子飛行時間隨往復飛行次數增多而增大，直至引出離子門（5）電壓差改變至低電平后，離子經過引出離子門（5）時不受偏轉作用，入射至反射電極組中經過一次反射后，經過偏出電極（6）偏轉引出至主探測器（13），經過此多次反射探測通道獲得高質量分辨率；

當注入離子門（3）電壓差處于高電平時，此時間段內注入離子門（3）的質量數段離子飛行受到偏轉作用，沿與X方向成α角入射至第二反射電極組后，經過第二反射電極組一次反射后被副探測器（14）接收，獲得這部分質量數的質譜信息；組合主探測器（13）和副探測器（14）分別獲得的譜圖，可以獲得全部質量范圍的譜圖信息。

2.根據權利要求1所述的全譜信息保留的多次反射飛行時間質譜，其特征在于：脈沖離子源（1）是激光脈沖電離源，或者是電子轟擊電離源、化學電離源、光電離源經過脈沖化后的離子束。