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PCB离子阱介绍及其设计工艺

  PCB离子阱由两对PCB电极和一对金属端盖电极组成,所有PCB电极的厚度均为2.2mm,长度均为46mm。每块PCB电极的表面被加工成为三个部分:一个长度为40mm的中间电极和两个长度都为2.7mm的端电极。在中间电极与两个端电极之间加工有0.3mm宽的绝缘带,使得可以在中间电极和两端电极上分别加载不同的工作电压。两端电极上加工有四个直径为1mm的定位孔用于离子阱的组装。端盖电极采用厚度为0.5mm的不锈钢片加工成特殊形状,因此可以与PCB电极两端的定位孔紧密配合从而构成PCB离子阱。

  PCB离子阱质量分析器采用线形离子阱结构,其电极使用PCB加工而成,其截面被设计成矩形。采用这种设计的原因在于:其一,线性离子阱具有比传统三维离子阱更高的离子存储能力和离子捕获效率,因而在分析和检测中具有更高的灵敏度;其二,矩形为最简单的几何结构之一,非常便于机械加工和组装;其三,PCB价格低廉,加工技术和方法成熟。

  当此离子阱质量分析器工作时,在PCB电极的中间电极上施加射频电压形成径向交流束缚电场,同时在两个端电极上施加直流电压形成轴向直流束缚电场。每块端盖电极中央加工有直径为3mm的小孔,由外部离子源产生的离子可以通过端盖电极上的小孔进入到离子阱中,在径向交流束缚电场和轴向直流束缚电场的共同作用下被束缚和存储在离子阱中。两对PCB电极中的其中一对电极中央加工有0.8mm宽的狭缝作为离子引出槽,用于把存储在离子阱中的离子选择性地排出阱外,从而被检测和作质量分析。

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