[发明专利]带离子阱的脉冲式辉光放电离子源

说明书

技术领域

本发明涉及离子源技术领域，尤其涉及一种带离子阱的脉冲式辉光放电离子源。

背景技术

离子迁移谱仪中最关键的技术之一就是离子源，离子源的作用是用来产生离子，而离子流的强度又是由离子的引出方式决定的，因此，离子源技术包括离子的有效产生和离子的有效引出两个主要部分。

中国专利申请号201120221033.0，发明名称为离子源，其公开了一种双针式辉光放电离子源，该离子源的工作方式为连续放电式等离子源。该离子源用电场将目标离子引出，其离子引出率虽然比放射性离子源离子引出率高，但是，由于该离子源没有离子阱，离子源管壁会产生离子附着，使得离子损失较大。同时，由于没有离子阱，引出的离子流强度可调性差。

美国专利公开号US2008/0093549A1, 美国专利号US5200614，US5491337，US6124592中公开的离子源都是放射性离子源，都用双网状电极作为离子阱。如图1所示，电极11和电极12形成的A区就是离子阱区，电极11、电极12、电极13、电极14、电极15和电极16为离子迁移区20的电极。放射性离子源17一般为Ni63。该离子源为放射性离子源，一方面存在放射性管制问题，另一方面，该离子源虽然也使用离子阱，但是该离子阱仅在一维方向对离子有限制作用，在径向对离子没有限制作用，在径向依然存在离子附着离子源管壁的问题，依然存在离子损失的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种带离子阱的脉冲式辉光放电离子源，不但可以有效克服背景技术中存在的技术缺陷，还使得该离子源产生的离子流强度可调控。

于是，本发明提供了一种带离子阱的脉冲式辉光放电离子源，电源、能够产生离子的放电体C和离子引出电极B2，放电体C的高压端连接电源，低压端通过相互串联的限流电阻R1和高压开关S1接地，离子引出电极B2的一端通过分压电阻R3连接放电体C的高压端，另一端通过相互串联的分压电阻R2和高压开关S2接地，放电体C包括两个位置相对的正负放电电极和筒状可提供稳定的脉冲辉光放电区域的离子源电极筒B1，该正负放电电极通过开设在离子源电极筒侧壁上的开孔伸入到离子源电极筒内，并由离子源电极筒B1与离子引出电极B2构成离子阱以限制离子扩散。

其中，所述正负放电电极中用于连接电阻R1的放电电极，其外部设置有用于起安全防护作用的绝缘体A2。

所述正负放电电极为针状放电电极。

所述离子源电极筒B1为金属筒。

所述离子源电极筒B1为圆筒状。

所述离子源电极筒B1的内径范围在100微米到30毫米之间。

所述离子引出电极B2为环状的或者锥状的金属环。

所述离子引出电极B2的内径范围在1微米到30毫米之间。

所述正负放电电极之间的间距在1毫米至10毫米之间。

所述电源为高压电源，其电压范围为3KV至30KV。

本发明所述带离子阱的脉冲式辉光放电离子源，通过控制高压开关S1和高压开关S2的通断时间，使得通过脉冲放电方式产生的等离子体在可控的时间内能够被限制在离子阱中，在可控的的时间内又能够将其从离子阱中引出，实现了脉冲离子流强度及脉宽的可调控。同时，由于离子源电极筒的结构，使得离子阱不仅在一维方向对离子有限制作用，而且在径向也对离子有限制作用，克服了背景技术中所述离子附着离子源管壁的问题，减少了离子损失，提高了离子引出率。

附图说明

图1为现有技术中离子迁移管结构示意图；

图2为本发明实施例所述离子源的电路结构示意图；

图3为本发明实施例所述离子源与离子迁移管中其他部件之间位置结构关系示意图；

图4图3中所示放电体C和离子引出电极B2的立体分离结构示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为图3所示离子引出极B2为锥状时的剖视图；

图7为使用本发明实施例所述离子源产生的离子被限制在离子阱中和从离子阱中被引出时离子走向示意图；

图8为离子阱中离子被限制和被引出时电场等势图对比图；

图9为离子被限制和被引出时的控制时序图；

图10为参数组合一对应的主反应离子RIP的峰值图；

图11为参数组合二对应的主反应离子RIP的峰值图；

图12为参数组合三对应的主反应离子RIP的峰值图；

图13为参数组合四对应的主反应离子RIP的峰值图。

具体实施方式