[实用新型]一种直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪

说明书

一种直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪，包括离子源室、加速室、透镜室、探测室及成像室,该离子源室用于生成离子团簇，该加速室将离子团簇加速推出，该透镜室用于保证离子团簇的聚焦及其飞行方向；该探测室用于检测离子团簇的分布信息，并选择感兴趣的离子团簇进入成像室；成像室设有离子透镜、加速电极、磁屏蔽筒和成像探测器；该离子透镜用于聚焦离子团簇至加速电极，在加速电极处与一脱附激光互相作用产生光电子并加速，成像探测器探测光电子并采集图像信息；该磁屏蔽筒套设于加速电极和成像探测器外。本实用新型结构简单且紧凑，造价便宜，性能稳定性好。

技术领域

本实用新型涉及质谱能谱分析领域，特别是一种直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪。

背景技术

目前，直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪通常由5个部分组成，包括离子源室、加速室、透镜室、探测室及成像室，工作时仪器内处于高真空状态。

具体的操作流程：实验时，首先利用一束532nm激光溅射样品耙，产生等离子体。等离子体与脉冲阀喷出的惰性气体或是载带了反应气体进行碰撞，从而冷却成簇，生成离子团簇。产生的离子团簇束流经过一个准直器，截取了束流一部分进入加速场，在脉冲加速器作用下垂直引入到Wiley-McLaren飞行时间质谱到达探测器，进行飞行时间质谱分析。当进行负离子团簇光电子速度成像时，离子团簇进入光脱附区，再在一束脉冲脱附激光的作用下脱附产生光电子和相应的中性分子。光电子在垂直式成像电极的作用投影到成像探测器上，再由其后面的CCD相机采集荧光光斑，累加开成光电子投影图像。二维的光电子投影图像经过反阿贝尔变换，可以恢复成三维的光电子速度图像。对光电子速度图像进行积分，不仅可以得到团簇负离子的光电子能谱，还可以同时得到相应的光电子角分布信息。但是，现有的直线式成像采集的光电子谱分辨较低且背景信号干扰强。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的能谱分辨率低且背景信号干扰强等缺陷等缺陷，提出一种直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪，结构简单、紧凑的。

本实用新型采用如下技术方案：

一种直线式飞行时间质谱垂直式光电子速度成像仪，包括离子源室、加速室、透镜室、探测室及成像室,该离子源室用于生成离子团簇，该加速室将离子团簇加速推出至透镜室，该透镜室用于保证离子团簇的聚焦及其飞行方向；该探测室用于检测离子团簇的分布信息，并选择感兴趣的离子团簇进入成像室；其特征在于：成像室设有离子透镜、加速电极、磁屏蔽筒和成像探测器；该离子透镜用于聚焦离子团簇至加速电极，在加速电极处与一脱附激光互相作用产生光电子并加速，成像探测器探测光电子并采集图像信息；该磁屏蔽筒套设于加速电极和成像探测器外。

优选的，所述磁屏蔽套筒为μ合金材质的磁屏蔽筒。

优选的，所述成像探测器包括两片微通道板、荧光屏和CCD相机。

优选的，所述探测室包括依次设置的离子探测器和直线式导入器。

优选的，所述探测室还设有闸板阀以保护探测室的真空度。

优选的，所述离子探测器设有两片微通道板和一接收电极。

优选的，所述透镜室包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第一离子偏转器。

优选的，所述加速室包括依次设置的加速器和第二离子偏转器，该第二离子偏转器包括上下偏转单元和左右偏转单元。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型可以应用于质谱分析及能谱分析领域，利用激光溅射样品产生的离子团簇被加速到达离子探测器，记录离子团簇质谱分布；选择感兴趣的离子团簇进行光电子成像，得到成像及能谱图。整套仪器设计结构简单且紧凑，造价便宜，性能稳定性好，质谱分布高且测量的质荷比范围广；光电子成像分辨率高，背景信号干扰少。