[发明专利]静电阱的改进

说明书

技术领域

本发明涉及静电阱(EST)的改进，即，质量分析器属于在离子检测期间所注入的离子在实质上是静电的场中进行多次反射的类型，即，任何与时间有关的场是相当小的。尤其，本发明涉及，但是并非专门地，首次在US-A-5,886,346中描述的轨道阱质量分析器的改进。

背景技术

静电阱(EST)是离子光学设备的一个类别，其中移动的离子实质上在静电场中经历多次反射。不同于RF场，在静电阱中的俘获可能只用于使离子移动。为了保证发生这种移动且还为了保持能量守恒而需要高真空，以致在数据获取时间Tm内离子能量的丢失可以忽略不计。

EST有三个主要的类别：直线的，其中离子沿阱的坐标之一改变它们的运动方向；圆形的，其中离子经历多次反射而没有转折点；以及轨道的，其中存在两类运动。所谓的轨道阱质量分析器是落在上面确定的EST中的后一种类别中的EST的一个特定的类型。在US-A-5,886,346中详细描述了轨道阱。简短地说，来自离子源的离子注入到在内和外成形电极之间所确定的测量腔中。通过用于允许离子注入到测量腔中的圆周间隙，把外电极分成两部分。当俘获的离子束通过检测器(在较佳实施例中，它是由两个外电极部分中之一形成的)时，它们在该检测器中引起了放大的图像电流。

当对内和外成形电极赋能时，就在腔中产生超对数场，以允许使用静电场来俘获所注入的离子。超对数场的电位分布U(r，z)的形式是

U(r,z)=k2[z2-r22]+k2(Rm)2·ln[rRm]+C---(1)]]>

其中r和z是圆柱坐标，而z＝0是场的对称平面，C是常数，k是场曲率以及R_m＞0是特征半径。

在该场中，把具有质量m和电荷q的、沿z轴的离子运动描述为对于q，k＞0有确切的解的简谐振荡器：

z(t)＝A_z·cos(ω₀t+θ)      (2)

其中

ω0=qkm---(3)]]>

以及ω₀因此而以每秒弧度来定义轴振荡的频率，以及A_z和θ分别是轴振荡的振幅和相位。