Масс-спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 7 и 12 191 504 Н 01.1 49 4 1 мУ%Я1Ив: ЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСК дового-физичесзводственвасоев,А. Исмаик аналити ель изобающей спои массформируеохождения той проворгается из-эа экра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ И(713 Московский ордена ТруКрасного Знамени инженернокий институт и Научно-проиное объединение космических исслваний АН УЗССР(54) МАСС-СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится ческому приборостроению, Ц ретения - повышение разреш собности и чувствительност спектрометра. Пакет ионов, мый источником ионов до пр плоскости диафрагмы, покрь дящей пленкой 13, не подве воздействию краевого поля зации металлической сеткой 14 прохождении плоскости диафрагмы с нитями 12 пакет практически не подвергается воздействию краевого поля т.к. последнее проникает внутрь зле тростатического анализатора только на расстояние, примерно равное расстоянию между нитями в плоскости окна. Это позволяет уменьшить расстояние, на которое может влиять кра евой эффект в 10-50 раэ. Диафрагма выполнена в виде пластины из изолирующего материала. Со стороны анализатора нанесены чередующиеся 10 проводящие и полупроводящие 11 полосы. В описании приведены отношения, опре деляющие радиусы кривизны проводящих и полупроводящих слоев, и отношение сопротивления соседних полупроводящих слоев. В масс-спектрометре коэффициент пропускания ионов близок к 1002 для пакетов ионов, имеющих начальные распределения, по координатам 2 мм и 10 мм. Разброс по угламорасходимости +1,5 и по энергиям +103. 5 ил.12561Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение в различных ионно-оптических и электронно-оптическихустройствах.Цель изобретения - повышение разрешающей способности и чувствительности масс-спектрометра на основеэлектростатического анализатора засчет уменьшения протяженности краевых полей,На фиг. 1 показана схема массспектрометра; на фиг, 2 - разрез А-Ана фиг. 1; на Фиг. 3 - устройстводиафрагмы; на Фиг. 4 - вид Б на фиг.3;15на Фиг. 5 - вид В на Фиг. 3.Источник ионов, ориентированныйтаким образом, чтобы Формируемые пакеты ионов 2 попадали в окно диафрагмы 3, электростатический анализатор4, ограниченный диафрагмами 3 и содержащий внешний 5 и внутренний 6 электроды заданной кривизны, При этом градиус кривизны внутреннего электрода анализатора в радиальном и г - ваксиальном направлениях, К - радиускривизны внешнего электрода в радиальном и К - в аксиальном направлениях,детектор 7 ионов, блок 8 регистрации.На поверхности пластины из изолирующего материала 9 со стороны анализатора (Фиг, 4) нанесены чередующиесяпроводящие 10 и полупроводящие 11 полосы, причем радиусы крайних проводяи К а промежуточныхг, и = 1,2,3 - номер проводящей35полосы. На окне в пластине 9 со стороны анализатора установлены проводящие нити 12, Внешняя по отношению к анализатору сторона диафрагмы покрыта электропроводящей пленкой 13, а на40 окне укреплена электропроводящая сетка 14 (Фиг. 5).Источник 1 ионов формирует короткий ионный пакет 2, который направляется в электростатический анализатор 4 через диафрагму 3. До прохождения пакетом плоскости диафрагмы, покрытой проводящей пленкой 13, он не подвергается воздействию краевого поля,так как оно экранируется металлической сеткой 14. После прохождения плоскости диафграмы, в которой установлены кити 12, пакет практически также не подвергается воздействию краевого по" ля, так как краевое поле проникает 55 внутрь электростатического анализатора только на расстояние, примерно равное расстоянию между нитями в плос 07 2кости окна, а оно выбирается равным1-1,5 мм. Это позволяет уменьшитьрасстояние, на кгтором может влиятькраевой эффект в 10-50 раз, В силутого, что переходная область краевого поля локализована практически впределах толщины диафрагмы 2-4 мм,действие линзового эффекта пренебрежимо мало, так как, с одной стороны,потенциалы вблизи средней окружностианализатора малы по сравнению с ускоряющим потенциалом, а с другой стороны, протяженность краевого полясокращается более, чем на порядок.Далее ионный пакет проходит черезэлектростатический анализатор 4 и через выходную диафрагму 3 направляетсяк детектору 7. На пути от источникадо детектора начальный ионный пакетразделяется на несколько в соответствии со значением ш/ц, а импульсы откаждого ионного пакета с выхода детектора поступают на блок (регистрируемую систему) 8,Испытания показали, что предлагаемый масс-спектрометр позволяет получить разрешающую способность более500, Коэффициент пропускания ионов,определяемый на основании расчетаионно-оптической системы, близок100 . для пакетов ионов, имеющих начальные распределения по координатам.2 мм и 10 мм в радиальном и аксиальном направлениях соответственно, раз-,брос по углам расходимости +1,5 ипо энергиям +10Для известного устройства при использовании ионных пакетов с разбросом по энергии +5 ипо углам начальной расходимости ионово+1,3 разрешающая способность по массам составляет 150Кроме того, в предлагаемом массспектроиетре реализована исключительно большая область рабочего поля(40 х 40 мм ), что по площади по крайней мере на порядок выше, чем для известных масс-спектрометров.Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с известным позволяет получить одновременновысокие значения разрешающей способности и чувствительности, расширитьобласти рабочего ноля, и таким образом, увеличить размеры используемыхионных пакетов, уменьшить габаритныеразмеры, снизить влияние линзовогоэффекта, и таким образом, повыситькоэффициент пропускания анализатора,обеспечить возможность изготовлениягде А = 2 хности ализаравле-.я ны пове адиус крив вешнего эл ора в ради нииь ме омер полуп трода а ьном на олосы оводяще 3 12561 электростатических анализаторов снеортогональными границами с целью расширения возможностей прибора. формула изобретения Масс-спектрометр, содержащий источник ионов, аксиально-симметричный электростатический анализатор с установленными на входе и выходе диаф рагмами с окнами для прохождения ионного пучка, детектор и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и чувствительности, диафграмы выполнены в виде диэлектрических пластин, внешняя, по отношению к анализатору, сторона которых покрыта электропроводящей пленкой,а на окнах установлена сетка из элект ропроводящего материала, на внутреннюю, по отношению к анализатору, поверхность диафрагмы нанесены чередующиеся электропроводящие и полупроводящие полосы с радиусами г кривизны 25 где и - номер проводящей полосы 4Б - расстояние между внешнимикромками проводящих полос,м;:.г - радиус кривизны поверхностийвнутреннего электрода в радиальном направлении, м;г - радиус кривизны поверхностивнутреннего электрода в аксиальном направлении, м, при этом на окне диафрагмы, с внутренней стороны, закреплены электро- .проводящие нити, соединяющие электро- проводящие полосы с равным потенциалом.и имеющие радиус кривизны, равным радиусу кривизны этих полос, а отношение сопротивлений соседних полупроводящих : полос определяется соотношениемА + В (2 тп+3)1256107 оставитель А. Нестерехред А. Кравчук ектор В Бутяг бо едакт Заказ 4831/52 П писное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проек Тираж 643 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рау