[发明专利]一种用于质谱中的光学成像质量分析方法

权利要求书

1.用于质谱中的光学成像质量分析方法，其特征是：采用飞行时间空间分类的手段，结合二次电子和光子的转化，并对光子进行光学成像分析处理，实现简单可靠的质量分析方法；

对于一个已知离子质谱谱图N＝S(m，e)，纵轴为不同质荷比离子对应的离子量，横轴为离子的质荷比，所述质量分析方法通过以下的步骤，实现光学对质荷比的分析：

第一步，等势离子加速

电离后的离子和离子团经等势电极加速后，带相同动能，离子和离子团带正电荷，由于质荷比的不同，离子的初速度不同，初速度方向相同，离子初速度的电势与质荷比函数为

其中，U为电极电势差，e为离子电荷，m为离子质量数，v为离子速度；

第二步，短距离飞行分类

不同初速度的离子经过一个固定飞行时间后，在其飞行的方向上，拉开了距离，不同的质量离子对应不同的空间距离，在相同飞行时间内，离子空间距离的质荷比函数为：

其中，d表示距离，t表示时间；

第三步，电子转化

对于正负不同极性的离子和离子团的分析，考虑以下两种情况：

(I)正离子质荷比到电子空间位置的转化：

在一个固定飞行时间结束后，负电荷高压的打拿极开启，电压为-10kV以上，第二步中，原飞行方向上拉开距离的离子加速飞向打拿极，并在打拿极表面不同位置轰击产生电子，不同位置的电子在负高压打拿极作用下，加速飞向对电极，原飞行时间过程中产生的离子距离，到打拿极上生成电子的位置X₁，和电子轰击到对电极的位置X₂，分别表达为变量m/e的映射函数：

X₁(m，e)＝F₁(d) (3)

X₂(m，e)＝F₂(X₁) (4)

其中，F₁为打拿极电势对离子加速轰击到打拿极位置的映射，F₂为打拿极电势对生成电子的加速飞向后到对电极位置的映射，具体的映射过程根据具体真空腔体内的电势分布通过数值模拟求取；

(II)负离子质荷比到电子空间位置的转化：

与上述正离子质荷比到电子空间位置的转化类似，以此类推，负离子的电子生成，则需要额外一个把负离子转化成正离子的打拿极，额外变量m/e的映射函数为

X₁₂(m，e)＝F₁₂(X₁) (5)

X₂(m，e)＝F₂(X₁₂) (6)

离子数量到电子数量的转化效率，取决于打拿极上的电压，其对应的离子数量到电子数量转化关系为

Y₁[N(m，e)]＝N(m，e)×α(U_dynode) (7)

其中，N(m，e)为原引入离子量，U_dynode为打拿极电势，α为离子到电子的转化系数，为U_dynode的非线性函数；

第四步，光子转化：

(I)离子量到光子量的转化为

Y₂[N(m，e)]＝Y₁[N(m，e)]×β(eU_dynode) (8)

其中，β为电子到光子的转化系数，同时为电子动能的函数；

(II)负离子量到光子转化：

类似正离子到光子转化，额外的打拿极为一个转化效率的系数

Y₂[N(m，e)]＝Y₁[N(m，e)]×β(eU_dynode)×γ(eU_dynode) (9)

最终的正离子的质荷比与光子空间的位置的映射为

负正离子的质荷比与光子空间的位置的映射为

通过这些步骤重新生成的质荷比谱图为：

f^-1{Y₂[N(m，e)]}＝s{f^-1[X₃(m，e)]}。