一种具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪的制作方法

技术特征：

1.一种具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪，包括离子源、加速区、自由漂移区、反射器及探测器，其特征在于：所述反射器包括依次间隔距离放置的多片电极，所述电极中心设置有圆孔，每两片电极组成一级电场；

通过下述步骤计算每一级电场的长度和电压：

1)确定基本参数

确定自由漂移区长度为L，确定离子能量范围为[U_minq,U_maxq]，确定要实现的分辨率为R；其中q为元电荷，U_min＝U+U_{ini_min}，U_max＝U+U_{ini_max}，U为加速场的加速电压，U_{ini_min}为离子的最小初始能量，U_{ini_max}为离子的最大初始能量；

2)设反射器的初始级数i＝2；

3)通过使离子飞行时间对离子能量色散的二阶导数为零，确定反射器前两级电场的长度D₁和D₂、电势差U₁和U₂、电场强度E₁和E₂以及能量为U_min的离子的飞行时间t₀；

4)计算离子的最大飞行时间差

$\mathrm{\Δ}t=\frac{t_0}{2R}$

5)当时，结束计算；否则，增加反射器级数i＝i+1，通过下述步骤计算该级电场长度D_i、电势差U_i和电场强度E_i；

6)令U′_max＝2U′_min，E_min＝E_i-1，E_max＝2E_i-1

7)则

$E_{middle}=\frac{E_{max}+E_{\min }}{2}$

计算E_i＝E_middle时，能量介于[U'_minq,U'_maxq]的离子的最小飞行时间t_min；

当t_min>t₀-Δt时，取E_min＝E_middle，否则，取E_max＝E_middle；

当E_max-E_min＜0.0001时，进行步骤8)，否则返回步骤7)；

8)

$E_i=\frac{E_{max}+E_{min}}{2}$

在(U'_minq,U'_maxq)中寻找飞行时间为t₀的离子能量值U_xq；

U_i＝U_x

$D_i=\frac{U_i}{E_i}$

9)返回步骤5)。

2.根据权利要求1所述的具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪，其特征在于：步骤3)具体为：

1)确定反射器第一级长度D₁＝αL，其中α＜0.25，本方法取0.01；

2)根据公式(1)计算反射器的第一级电势差

$U_1=\frac{4}{3}\left(\frac{1}{2}+\frac{D_1}{L}\right)U_{\min }---\left(1\right)$

3)根据公式(2)计算反射器的第二级电场强度

$E_2=\frac{U_{min}}{L}\frac{2{\left(1-\frac{U_1}{U_{\min }}\right)}^{-1/2}}{\frac{1}{2}-2\frac{D_1}{L}\frac{U_{\min }}{U_1}\left(1-{\left(1-\frac{U_1}{U_{\min }}\right)}^{-1/2}\right)}---\left(2\right)$

4)计算反射器的第二级电场电势差U₂＝U_min-U₁，计算反射器的第二级电场长度

$D_2=\frac{U_2}{E_2}---\left(3\right)$

5)确定能量为U_min的离子的飞行时间t₀。

3.根据权利要求1所述的具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述所有电极的圆孔上均设置有栅网。

4.根据权利要求1所述的具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪，其特征在于：所述前两片电极上设置有栅网。

5.根据权利要求1所述的具有宽能量聚焦反射器的飞行时间质谱仪，其特征在于：步骤6)和步骤7)中的计算结果保留至mm量级。