一種敞開式離子聚焦裝置的研制及其檢測方法研究

摘要：本研究構建了一種可在大氣壓下工作的離子聚焦裝置。此裝置主要結構為一個矩形隧道，當在其上施加相同的電壓，矩形隧道狀的離子聚焦系統會形成指向中心線的電場，當離子進入到離子聚焦隧道后，便會向中心線附近運動。同時，離子在牽引電極與檢測電極之間形成的電場的作用下，向檢測電極運動。利用仿真軟件SIMION8.0仿真驗證了此離子聚焦裝置的有效性。從檢測電極的離子電流入手，提出了一種可以在大氣壓下判斷離子空間分布的新方法。利用紫銅、環氧樹脂板、電木板等材料設計加工了此離子聚焦裝置，聚焦裝置的尺寸為5 mm×5 mm×3.5 mm； 檢測電極直徑為0.8 mm；相鄰電極間的中心距為1.6 mm。結合實驗室自行設計的離子源進行了靜電計檢測實驗。結果表明； 中間電極上的電流約為66 nA，超出其它電極電流一個數量級，離子強度可提高6倍以上。仿真以及實驗數據充分說明此裝置具有離子聚焦的功能。

關鍵詞：離子聚焦； 大氣壓； SIMION軟件； 靜電計； 質譜儀