Приближенный расчет статических масс-анализаторов на основе двухмерных полей

Аннотация

Совместное использование электрических и магнитных полей в статических масс-анализаторах позволяет эффективно разделять частицы только по массе, обеспечивая высокие аналитические возможности. Масс-анализаторы с высоким разрешением используют ахроматизирующую электростатическую систему для фокусировки ионного излучения по энергии. Устройства с нулевой дисперсией по энергии создаются благодаря совместному действию электрических ахроматизирующих систем и магнитному полю анализатора, в результате ионы в пучке разделяются только по массам. Расширение ионного пучка перед попаданием в магнитное поле также улучшает качество статических масс-анализаторов. В данной статье рассматривается статический масс-анализатор с двойной фокусировкой пучка ионов. Описывается процесс ускорения и замедления ионов на границах электродов, их фокусировка трансаксиальной линзой и влияние преломляющей поверхности электростатической призмы на параметр "качество" масс-анализатора. Также рассматривается замена секторного однородного магнитного поля на поля двумерной магнитной призмы и трехэлектродной трансаксиальной фокусирующей линзы для увеличения линейной дисперсии масс-анализатора. Для улучшения фокусировки ионного пучка перед входом в магнитное поле предложено использовать двумерную электростатическую призму, что позволяет увеличить линейную дисперсию масс-анализатора и одновременно расширить пучок перед входом в магнитное поле. В данной работе было рассмотрено действие двумерной электрической призмы на пучок заряженных частиц и найдено приближенное выражение для ее угловой дисперсии по энергии. Показано, что в призменном масс-анализаторе с двумерной электрической и магнитной призмами можно осуществить фокусировку по энергии, одновременно увеличив при этом линейную дисперсию масс-анализатора и уменьшив его линейные размеры.