一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜制造技术

本发明专利技术公开了一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，包括依次设置的第一静电透镜组、第二静电透镜组、真空差分泵浦筒、第三静电透镜组、第四静电透镜组和第五静电透镜组，本发明专利技术提供一种用于液相，尤其涉及高挥发性溶液(例如水溶液)的能谱仪的电子与离子速度成像技术，解决低真空下常规透镜成像极板无法施加工作所需的高压的瓶颈，发展出对溶液中的电子与离子的速度大小分布与空间角度分布信息的成像技术，弥补了现有的液相能谱仪对电子与离子测量信息不足的缺点，为生物分子研究提供一种新型的电子与离子速度大小分布与空间角度分布信息的测量技术。

【技术实现步骤摘要】
一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜
本专利技术涉及能谱测量与分析仪器，具体涉及一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜。
技术介绍
速度成像技术被广泛应用于气相与固相的能谱测量与分析仪器，可以研究化学反应产物的空间分布信息。根据探测带电粒子的种类的不同，速度影像技术包括电子成像技术与离子速度成像技术。速度成像技术的核心部件是速度成像透镜，其作用是让电场可形成类似于光学聚焦的电子学透镜，即改变带电粒子运动轨迹使得对粒子源空间分布中处在不同位置而具有相同速度的带电粒子聚焦在探测器表面的同一点上，从而实现对带电粒子速度大小分布与空间角度分布信息的测量。目前，最常用的离子速度成像透镜是由荷兰科学家Eppink和Parker在1997年提出，他们对先前传统的离子加速电极板做了重大的改进，即用Wiley-McLaren的三级电极(排斥极极板R、拉出极极板E和地极极板G)代替了传统成像装置的二级电极，用中间开圆孔的极板代替了栅网。这种改进后的电极称为离子透镜，离子透镜的电场为非均匀电场，当离子在该非均匀电场中运动时，其运动轨迹为曲线。设计合适的极板电压配置，就可以使离子源空间分布中处在不同位置而具有相同速度的离子聚焦在探测器表面的同一点上。采用离子透镜后的离子成像技术不但提高了成像的分辨率，而且还可以提高离子的通过率。目前，该速度成像透镜已经被广泛地应用于气相与固相的能谱仪(用于分子反应动力学的研究)，而没有被报道应用于液相能谱仪。液相能谱仪需要解决溶液无法在真空中存在及液相能谱仪所需的高真空度与溶液高挥发性不兼容的技术瓶颈。最近，液相能谱仪才刚刚被发展出，但并未采用电子透镜对电子进行收集与聚焦，而是采用磁场或电子无场自由飞行的方式对电子速度大小的测量，并且不能同时直接测量电子的空间角度分布信息。电子或离子成像透镜未被应用于液相能谱仪的主要原因在于电子或离子成像透镜工作时需要施加高压于其电极板，而液相能谱仪内的低真空度会导致该高压极板放电而无法让高压施加于其电极板。因此，期待开发一种新型的电子或离子成像透镜来解决低真空下极板无法施加高压的瓶颈，进而应用于低真空度下的液相能谱仪，实现对溶液中的电子或离子的速度大小分布与空间角度分布信息的成像测量。鉴于如上瓶颈，本专利技术提供一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜。该电子与离子成像透镜的工作电压仅需使用低电压，可以有效避免低真空下的高压极板放电现象，其功能单元包括低压引出区、空间聚焦区、成像聚焦区、约束区、探测区。与目前利用磁场或电子无场自由飞行方式对电子进行测量的液相能谱仪相比，本专利技术提供的电子与离子成像透镜具有电子与离子收集率高、可以同时直接测量电子与离子的速度分布与空间角度分布等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术存在的上述问题，提供一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜。本专利技术提供一种用于液相，尤其涉及高挥发性溶液(例如水溶液)的能谱仪的电子与离子速度成像，解决低真空下常规透镜成像极板无法施加工作所需的高压的瓶颈，发展出对溶液中的电子与离子的速度大小分布与空间角度分布信息的成像技术，弥补了现有的液相能谱仪对电子与离子测量信息不足的缺点，为生物分子研究提供一种新型的电子与离子速度大小分布与空间角度分布信息的测量技术，势必会应用到生物分子相关的化学、物理、生物、医学等领域的分子成像方面的研究。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，包括真空差分泵浦筒，还包括依次设置在真空差分泵浦筒的封闭端外侧的第一静电透镜组和第二静电透镜组，第一静电透镜组包括第一极板、第三极板和喷嘴电极，第一极板)和第三极板并行设置，喷嘴电极设置在第一极板和第三极板之间，第一极板中心不开孔，第三极板中心开孔，第一极板的中心和第三极板的中心孔所在的同一直线为第一静电透镜组的中心轴线，第二静电透镜组包括第四极板、第五极板和第六极板，第四极板通过绝缘组件与第三极板连接，第四极板和第六极板并行设置，第五极板设置在第四极板和第六极板之间，第五极板包括筒状电极和设置筒状电极两端的端面电极，第五极板的两个端面电极均设置有中心孔，第四极板的中心孔、第五极板的筒状电极的中心轴线、第五极板的两个端面电极的中心孔、第六极板的中心孔所在的同一直线为第二静电透镜组的中心轴线，第六极板通过绝缘组件与真空差分泵浦筒的封闭端的外侧连接，真空差分泵浦筒的封闭端上开设有圆形孔。一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，还包括第三静电透镜组，第三静电透镜组包括依次分布的第七极板、第八极板和第九极板，第七极板通过绝缘组件与真空差分泵浦筒的封闭端的内侧连接，第七极板、第八极板和第九极板均设置有中心孔，第七极板、第八极板和第九极板的中心孔所在同一直线为第三静电透镜组的中心轴线。如上所述的第七极板和第八极板的中心孔之间间距的中点与第二静电透镜组的焦点重合。一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，还包括第四静电透镜组，第四静电透镜组包括依次设置的第十极板、第十一极板和第十二极板，第十极板、第十一极板和第十二极板均包括筒状电极和设置在筒状电极两端的端面电极，第十极板、第十一极板、第十二极板的筒状电极的中心轴线共线且作为第四静电透镜组的中心轴线，第十极板、第十一极板第十二极板的端面电极上均设置有中心孔，第十极板、第十一极板、第十二极板的端面电极的中心孔位于第四静电透镜组的中心轴线上，第十极板通过绝缘组件与第九极板连接。一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，还包括第五静电透镜组，第五静电透镜组包括第十三极板，第十三极板设置有中心孔，第十三极板的中心轴线为第五静电透镜组的中心轴线。如上所述的第十三极板的中心孔设置有栅网。如上所述的第一极板与第三极板为圆形电极片且直径相同，设第一极板与第三极板的直径为D1，第三极板的中心孔孔径小于0.5D1；所述的第四极板的中心孔孔径、第五极板的端面电极的中心孔孔径、第五极板的筒状电极的内径、第六极板的中心孔孔径相同且大于第三极板的中心孔孔径；所述的第八极板和第九极板的中心孔孔径相同且大于第七极板的中心孔孔径；所述的第十极板、第十一极板、第十二极板的端面电极的中心孔孔径和筒状电极的内径相同，且大于第八极板和第九极板的中心孔孔径。喷嘴电极的电压为第一极板的电压的一半；第三极板、第四极板、第六极板的电压为0V；第七极板、第八极板、第九极板的电压依次增大；第十极板、第十二极板、第十一极板、第九极板的电压相等；第九极板和第十三极板的电压相同。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：本专利技术提供一种用于液相，尤其涉及高挥发性溶液(例如水溶液)的能谱仪的电子与离子速度成像技术，解决低真空下常规透镜成像极板无法施加工作所需的高压的瓶颈，发展出对溶液中的电子与离子的速度大小分布与空间角度分布信息的成像技术，弥补了现有的液相能谱仪对电子与离子测量信息不足的缺点，为生物分子研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，包括真空差分泵浦筒(14)，其特征在于，还包括依次设置在真空差分泵浦筒(14)的封闭端外侧的第一静电透镜组和第二静电透镜组，/n第一静电透镜组包括第一极板(1)、第三极板(3)和喷嘴电极(2)，第一极板(1)和第三极板(3)并行设置，喷嘴电极(2)设置在第一极板(1)和第三极板(3)之间，第一极板(1)中心不开孔，第三极板(3)中心开孔，第一极板(1)的中心和第三极板(3)的中心孔所在的同一直线为第一静电透镜组的中心轴线，/n第二静电透镜组包括第四极板(4)、第五极板(5)和第六极板(6)，第四极板(4)通过绝缘组件(15)与第三极板(3)连接，第四极板(4)和第六极板(6)并行设置，第五极板(5)设置在第四极板(4)和第六极板(6)之间，第五极板(5)包括筒状电极和设置筒状电极两端的端面电极，第五极板(5)的两个端面电极均设置有中心孔，第四极板(4)的中心孔、第五极板(5)的筒状电极的中心轴线、第五极板(5)的两个端面电极的中心孔、第六极板(6)的中心孔所在的同一直线为第二静电透镜组的中心轴线，/n第六极板(6)通过绝缘组件(15)与真空差分泵浦筒(14)的封闭端的外侧连接，真空差分泵浦筒(14)的封闭端上开设有圆形孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，包括真空差分泵浦筒(14)，其特征在于，还包括依次设置在真空差分泵浦筒(14)的封闭端外侧的第一静电透镜组和第二静电透镜组，
第一静电透镜组包括第一极板(1)、第三极板(3)和喷嘴电极(2)，第一极板(1)和第三极板(3)并行设置，喷嘴电极(2)设置在第一极板(1)和第三极板(3)之间，第一极板(1)中心不开孔，第三极板(3)中心开孔，第一极板(1)的中心和第三极板(3)的中心孔所在的同一直线为第一静电透镜组的中心轴线，
第二静电透镜组包括第四极板(4)、第五极板(5)和第六极板(6)，第四极板(4)通过绝缘组件(15)与第三极板(3)连接，第四极板(4)和第六极板(6)并行设置，第五极板(5)设置在第四极板(4)和第六极板(6)之间，第五极板(5)包括筒状电极和设置筒状电极两端的端面电极，第五极板(5)的两个端面电极均设置有中心孔，第四极板(4)的中心孔、第五极板(5)的筒状电极的中心轴线、第五极板(5)的两个端面电极的中心孔、第六极板(6)的中心孔所在的同一直线为第二静电透镜组的中心轴线，
第六极板(6)通过绝缘组件(15)与真空差分泵浦筒(14)的封闭端的外侧连接，真空差分泵浦筒(14)的封闭端上开设有圆形孔。


2.根据权利要求1所述的一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，其特征在于，还包括第三静电透镜组，第三静电透镜组包括依次分布的第七极板(7)、第八极板(8)和第九极板(9)，
第七极板(7)通过绝缘组件(15)与真空差分泵浦筒(14)的封闭端的内侧连接，第七极板(7)、第八极板(8)和第九极板(9)均设置有中心孔，第七极板(7)、第八极板(8)和第九极板(9)的中心孔所在同一直线为第三静电透镜组的中心轴线。


3.根据权利要求2所述的一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，其特征在于，第七极板(7)和第八极板(8)的中心孔之间间距的中点与第二静电透镜组的焦点重合。


4.根据权利要求3所述的一种用于液相能谱仪的电子与离子速度成像透镜，其特征在于，还包括第四静电透镜组，第四静电透镜组包括依次设置的第十极板(10)、第十一极板(11)和第十二极板(12)，
第十极板(10)、第十一极板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙金友，邱梓恒，魏洁，李多多，张嵩，张冰，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42