[发明专利]静电阱的改进

权利要求书

1.一种用于质谱仪的静电离子阱，包括：

用于确定离子俘获体积的电极配置；

安排所述电极配置使之产生由电位U’(r，φ，z)＝U(r，φ，z)+W所确定的俘获场，其中是理想电位，所述理想电位在俘获体积的z方向上俘获离子以致它们实质上进行同步的振荡，而其中W是对该理想电位的扰动；

其中：

所述电极配置的几何结构通常遵循所述理想电位的一根或多根等位线，但是其中所述电极配置的至少一部分与该理想电位偏离一定的程度，以便把扰动W引入到所述俘获场中，与理想电位的偏离程度足以导致阱中离子的相对相位随时间而变化，以致至少一些经俘获的离子在离子检测周期T_m内具有大于零但小于约2π弧度的绝对相位展宽。

2.如权利要求1所述的阱，其特征在于，所述电极配置具有一形状，所述形状产生用于俘获离子的俘获场，以致在阱的纵向z上，它们描述了振荡周期与振荡振幅有关的振荡。

3.如权利要求1或2所述的阱，其特征在于，所述电极配置具有一形状，所述形状产生用于俘获离子的俘获场，以致在阱的纵向z上，它们描述了振荡周期与振荡振幅有关的、有扰动的简谐振荡。

4.如权利要求2或3所述的阱，其特征在于，作为振幅A_z的函数的周期变化的平均速率dτ/dA_z是正的，以致振荡振幅的增加导致离子振荡周期的增加。

5.如前面任何一条权利要求所述的阱，其特征在于，所述电极配置的至少一部分的形状从理想等位线偏离的量足以把第n阶扰动给与所述理想电位其中n≥2。

6.如权利要求5所述的阱，其特征在于，所述电极配置的至少一部分的形状从理想电位偏离的量足以把负的第4阶项引入理想表达式

7.如前面任何一条权利要求所述的阱，其特征在于，所述电极配置包括第一和第二电极结构，在它们之间定义了所述离子俘获体积。

8.如权利要求7所述的阱，其特征在于，所述第一电极结构包括在z方向上延伸且具有最大直径D1的径向内电极，以及所述第二电极结构包括也在所述z方向上延伸且具有最大直径D2的径向外电极，安排所述俘获场以便在电位阱中沿z方向和径向俘获离子。

9.如权利要求8所述的阱，其特征在于，所述内和外电极符合形式为的俘获场的等位线所定义的形状，其中，定义理想静电场，其中

其中：是在所述阱内圆柱坐标中的点处的电位；

k是场曲率；以及

R_m＞0是特征半径，其中W是场扰动，所述场扰动至少与z有关而且导致z方向上的离子振荡周期T与离子振荡振幅A有关，并且依次导致在所述检测时间T_m内离子的净相位移动大于零但小于约2π弧度。

10.如权利要求8或9所述的阱，其特征在于，使所述外电极相对于的理想等位线在z方向上伸展或移动。

11.如权利要求10所述的阱，其特征在于，所述外电极的伸展量不大于(1×10^-3)D2，且最好小于0.0003D2。

12.如权利要求8、9、10或11所述的阱，其特征在于，所述内电极在z＝0处具有最大直径D1，它小于由的理想等位线所定义的Z＝0处的r的最大值。

13.如权利要求12所述的阱，其特征在于，如果符合理想表达式的等位线，在z方向上所述最大直径D1比它在z＝0处的值要小约0.03到0.07％。

14.如权利要求8到13中任何一条所述的阱，其特征在于，所述外电极在z＝0处具有最大内径D2，它大于由的理想等位线所定义的z＝0处的r的最大值。

15.如权利要求14所述的阱，其特征在于，如果符合理想表达式的等位线，所述最大直径D2比它在z＝0处的值要大约0.02％。

16.如权利要求8到15中任何一条所述的阱，其特征在于，所述外电极包括第一和第二轴向间隔分段。

17.如权利要求16所述的阱，还包括安装在所述外电极的第一和第二轴向间隔分段之间的间隔件。