[发明专利]用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的激光系统

说明书

本发明公开了一种用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的激光系统，包括激光器、光纤耦合器、紫外多模光纤和光斑匀化装置；光斑匀化装置包括光纤折弯机构和光纤振动机构；光纤折弯机构包括托板，托板的板面上间隔固定有多个凸台，紫外多模光纤依次绕过每个凸台；光纤振动机构包括振动底板，设置在振动底板上的振动电机，振动底板的上板面间隔设置有光纤卡扣，振动底板的下板面均布设置有橡胶减震固定支脚，紫外多模光纤卡接在至少两个所述的光纤卡扣上。本发明优点在于解决了固体激光器产生的单模态脉冲光在多模光纤中的散射现象，达到提高基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的样品离子化效果目的。

技术领域

本发明涉及基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪，尤其是涉及用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的激光系统。

背景技术

在基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS；以下简称质谱仪）中需要用激光器发射脉冲激光轰击样品靶，如图4所示。现有的激光系统方案是采用气体激光器产生的脉冲激光轰击样品激发出离子，气体激光器的特性是激光脉冲的脉宽为3-5ns，频率最大到60Hz，寿命只有几千万次脉冲，不能满足1ns窄脉冲宽度和0-2.5kHz频率的技术要求，故有部分厂家尝试用固体激光器来代替气体激光器。

使用固体激光器搭配外自由光路，市面上所有固体激光器均不带光纤，由镜片组合搭配外自由光路将激光导入质谱仪离子源，此种方案为各大厂家正在努力尝试的设计方案，主要缺点为质谱仪内部有真空泵，真空泵持续振动导致镜片组振动，引起导入离子源的光斑抖动，且镜片组容易有灰尘，长期会造成光束的透过率、焦距等的不稳定，灰尘吸收激光产生的热量会损坏镜片，镜片组装配调试和维护难度大，对质谱仪性能造成不良影响。同时，采用固体激光器加光纤传导的方案进行光束传递时，由于固体激光器发出的光通过整形耦合到多模光纤时，一般是不均匀对称的光束，这样从多模光纤出射的光束分布也不均匀，常见的会出现圆环状、螺旋状或者不对称状；另外，由于激光的单色性好因而有极高的相干性，这样在照射面上就会有明显的干涉斑点；这种光纤输出光场的不均匀性和干涉散斑严重影响了输出端的使用效果，使得质谱仪离子源中的样品受到不均匀的激光光斑照射，激发出来的离子数量不稳定且数量较少、杂散离子多，对应到质谱仪的谱图上的影响是峰型灵敏度低、分辨率低、一致性差、噪声高，影响质谱仪对样品鉴定的准确性。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的激光系统，以满足基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪对窄脉宽激光、高重复频率、光斑稳定、光束稳定的要求。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的激光系统，包括激光器、光纤耦合器、紫外多模光纤和光斑匀化装置；所述激光器发射出的脉冲激光经所述光纤耦合器整形后通过光纤接头与所述紫外多模光纤输入接口连接，紫外多模光纤输出接口通过光纤接头延伸至所述基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪的离子源内腔；所述光斑匀化装置包括光纤折弯机构和光纤振动机构；所述光纤折弯机构包括托板，所述托板的板面上间隔固定有多个凸台，紫外多模光纤的部分光纤段依次绕过每个所述凸台；所述光纤振动机构包括振动底板，设置在所述振动底板上的振动电机，振动底板的上板面间隔设置有至少两个光纤卡扣，振动底板的下板面均布设置有多个橡胶减震固定支脚，紫外多模光纤的部分光纤段卡接在至少两个所述的光纤卡扣上。

所述激光器为固态激光器或固体激光器，激光脉冲宽度1ns-10ns，脉冲频率≤2.5kHz。

所述紫外多模光纤的直径为100-400um，数值孔径为0.22，长度0.5m到5m。

所述振动电机的振动频率为10-1000H。