Полевой источник ионов для масс-спектрометра Советский патент 1987 года по МПК H01J49/10 

со

со

i

ел

1

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, более конкретно к источникам ионов в масс-спектрометрах.

Известны полевые источники ионов для масс-спектрометров. Такие источники имеют эмиттер ионов, ускоряющий электрод и фокусирующую систему лйнэ работающую в режиме торможения ионов на выходе которой ионы должны иметь 4иксированную энергию, необходимую для работы масс-спектрометра,

В известном полевом источнике ионы в фокусирующей линзе тормозят. ся потенциалом И рд, до значения от первоначальной энергии

) с после(И

«/И

И

чск терм си дующим ускорением до необходимой энергии.

Основные физические характеристики полевой ионизации получают при изменении потенциала ускоряющего электрода, т.е, меняя величину электрического поля у эмиттера ионов. При различных значениях ускоряющего потенциала линза, образованная ускоряющим и фокусирующим электродами, меняет свои оптические характеристики. Это приводит к необходимости подстройки фокусирующей линзы при каждом новом значении ускоряющего потенциала. При быстром изменении ускоряющего напряжения (импульсный режим работы источника ) такая подстройка невозможна, что приводит к резкому понижению чувствительности и точности, поскольку выходная энергия ионов и ускоряющее напряжение (в данной точке ) фиксированы, изменение потенциала фокусирукяцего электрода можно рассматривать как одновремен ное изменение отношения потенциалов в двух последовательно рас- положен)шх иммерсионных линзах, что в некоторых случаях, может привести к недофокусировке ионного изображения, эмиттера на выходной щели источника и, таким образом, уменьшить чувствительность источника.

Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности при максимальном ускоряющем напряжении и точности настройки источника во всем диапазоне изменения ускоряющего напряжения.

Поставленная/цель достигается тем что в качестве фоку.сирующей системы используется фильтрующая линэа с

52

промежуточным изображением. Подобная линз была описана и применялась при изучении энергетических спектров

электронных пучков в качестве энергоанализатора, В предлагаемом устройстве фильтрующая линза работает в режиме глубокого торможения ионов И т-дрд, /И ус(; / 0,1г1% при минимальной

величине ускоряющего потенциала в

источнике. Поскольку абсолютная величина . остается постоянной при увеличении ускоряющего потенциала, отношение И; /Ну. стремится к

нулю. Следовательно, оптические характеристики фокусирующей линзы стремятся к соответствующему пределу, незначительно меняясь на участке . . Постоянство оптических характеристик проявляется в том, что ионное изображение эмиттера фокусируется на .выходной щели источника во всем диапазоне изменения ускоряющего напряжения. Поэтому чувствительность источника при максимальном ускорякидем потенциале существенно превьш1ает чувствительность прототипа и, кроме того, остается постоянной во всем диапазоне Иус|. Если

точность настройки рассматривать как величину обратную производной от кривой чувствительности ( или от калибровочной кривой источника), то в случае постоянной чувствительности

точность настройки наибольшая.

На фиг,1 представлена схема полевого источника ионов; на фиг,2 - кривые зависимости выходного тока от ускоряющего напряжения. Кривая 1 дпя заявляемого полевого источника, кривая 2 - для прототипа.

Полевой источник ионов содержит эмиттер ионов 1, ускоряющий электрод 2 и фокусирующую систему, состоящую

из электродов 3, 4, 5, 6, которая разделяется на тормозящую секцию 3, 4 и ускоряющую 5, 6,

Устройство работает следукмцим об - разом, ионное изображение эмиттера, образованное тормозящей секцией 3 линзы в плоскости торможения 4, перебрасывается иммерсионной линзой 5, 6, ускоряющей ионы до необходимой постоянной энергии на выходную щель источника.

В изготовленном полевом источнике использована льтрующая линза с цилиндрической симметрией, энергия

ПОЛЕВОЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ ДЛЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРА, содержащий эмиттер и последовательно расположенные ускоряющий электрод и фокусирующую систему, отличающийс'я тем, что, с целью повьшения чувствительности при максимальном ускоряющем напряжении и точности настройки источника, фокусирующая, система выполнена в виде фильтрующей лиЬэы с промежуточным изображением.(/)