[發(fā)明專利]具有用于離子捕獲和離子壓縮的勢阱的電離室

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• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN110100299A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 漢·T·萊;卡爾·格德克
• 申請（專利權(quán)）人: 拉皮斯坎系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

1.一種電離室，包括：

容器，在所述容器內(nèi)限定電離區(qū)域，所述容器包括與第二端軸向相對設(shè)置的第一端；

電離源，位于所述容器的第一端并被配置為產(chǎn)生離子，所述電離源被配置成在離子壓縮階段期間被充電到第一電離源電位；

離子門，位于所述第二端并且被配置為在所述離子壓縮階段期間充電至第一離子門電位；和

中環(huán)電極，位于所述電離源和所述離子門之間，所述中環(huán)電極被配置為在所述離子壓縮階段期間被充電至小于第一源電位和所述第一離子門電位的第一中環(huán)電位，所述第一中環(huán)電位被配置為在所述中環(huán)電極附近產(chǎn)生勢阱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，所述離子門還被配置為被充電到所述第一離子門電位，以防止所述離子行進(jìn)穿過所述離子門和所述容器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，所述電離源還被配置為被充電到所述第一電離源電位以從所述容器的所述第一端排出所述離子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，所述第一電離源電位等于所述第一離子門電位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，在釋放階段期間：

所述電離源還被配置為充電到大于所述第一電離源電位的第二電離源電位；

所述中環(huán)電極還被配置為充電到大于所述第一中環(huán)電位的第二中環(huán)電位；并且

所述離子門還被配置為被充電至小于所述第二中環(huán)電位和所述第二電離源電位的第二離子門電位，其中，所述第二中環(huán)電位和所述第二離子門電位被配置為協(xié)作以移動所述離子的脈沖通過所述離子門和所述容器的所述第二端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電離室，其中，在所述釋放階段期間，所述第二電離源電位和所述第二中環(huán)電位之間的差小于所述第二中環(huán)電位和所述第二離子門電位之間的差。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，所述中環(huán)電極還被配置為在所述中環(huán)電極的軸向維度上充電至電位梯度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電離室，其中，所述電位梯度是軸向不對稱的。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離室，其中，所述離子門包括設(shè)置在所述電離區(qū)域和漂移區(qū)域之間的導(dǎo)電網(wǎng)格。

10.一種壓縮離子的方法，所述方法包括：

在電離室內(nèi)的電離源處產(chǎn)生離子；

將中環(huán)電極充電到第一中環(huán)電位以產(chǎn)生相對于第一電離源電位和第一離子門電位的勢阱，所述勢阱被配置為收集所述離子；以及

將離子門充電到所述第一離子門電位以防止所述離子穿過所述離子門并進(jìn)入漂移區(qū)域。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將所述電離源充電到所述第一電離源電位，其中，所述第一電離源電位和所述第一離子門電位大于所述第一中環(huán)電位。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括：

將所述中環(huán)電極充電到大于所述第一中環(huán)電位的第二中環(huán)電位；和

將所述離子門充電到小于第二電離源電位和所述第二中環(huán)電位的第二離子門電位以將所述離子脈沖到所述漂移區(qū)域中。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二離子門電位等于所述第一離子門電位。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二電離源電位和所述第二中環(huán)電位大于所述第二離子門電位，使得所述離子的脈沖行進(jìn)穿過所述離子門。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述中環(huán)電極充電到所述第一中環(huán)電位包括在所述電離室的軸向維度中使所述中環(huán)電極在所述中環(huán)電極的長度上以電位梯度充電。