90的量值可以 不同于在进口端处所施加的DC电压282的量值，使得生成如上所述加速离子的轴向电场梯 度。在一些实施例中，RF电压可以仅施加在第一电极224的一端处或第一电极224的中间 处。可以例如通过提供具有三层配置的第一电极224来促进该操作，在所述三层配置中，内 核是导电材料，其为绝缘层所环绕，绝缘层进而为外部阻性层所环绕。三层配置的示例描述 于美国专利No. 7, 064, 322中，其完整内容通过引用合并到此。 图3A是在离子进口端（即图1所示的离子进口部分136的开始）处的第一电极集合 124的（横向平面中的）示意性端视图。再次，仅通过示例示出六极布置。第一电极124内 接半径r。的引导器容积352。引导器容积352通常对应于离子引导器100(图1)的内部区 域，其中，可以通过第一电极124施加二维RF封闭场来限定稳定的离子。虚线圆形354描 述在离子进口端处的离子接受度包络或射束"直径"。实际上，离子射束的实际截面面积可 以具有更椭圆的形状，其中，椭圆的定向根据施加 RF电压的时段性周期而在横向平面中变 化。通过比较，图3B是在对于离子出口部分140的过渡产生（图1)的离子进口部分136 的端处或在离子出口端（即离子出口部分140的端）处的第一电极集合124的（横向平面 中的）示意性端视图。归因于离子进口部分136的收敛几何形状，引导器容积352的横截 面积减少（根据更小的半径r。显见），各相邻第一电极124之间的圆周间隔减少。收敛离 子进口部分136所生成的RF场将离子射束压缩并且聚集下至更小的离子发射度包络，其由 图3B中的虚线圆形356描述并且也包括于图3A中，以用于与更大初始射束发射度（或接 受度354)的比较。 施加到第一电极124的RF电压在引导器容积中创建以下方程所描述的伪势阱：
，' 其中，η =多极的阶，e =以库仑为单位的离子的电荷，V =以伏特为单位的RF幅度，r =以毫米（mm)为单位的距引导器轴的径向距离，r。=以mm为单位所设置的多极电极的内 接半径，m =以原子质量单位（amu)为单位的离子的原子质量，Ω =以弧度/秒（r/s)为单 位的所施加的RF电压的角频率。当背景碰撞气体也出现时，离子将通常因碰撞气体而损失 能量，并且沉落到引导器轴附近的最低伪电势附近的轨迹中。然而，在质量范围的低端处， 处于相同温度的离子将以更高速度而行进，并且将在每个RF周期中行进更大距离，并且可 以随着RF场恒定地改变相位而通过势皇而退出。这是一种"低质量不稳定性"，并且在该 设备中对于质量范围设置更低的限制。稳定性是mQ 2r。2/V的函数。伪电势随着第一电极 124在收敛离子进口部分136的较大端处变得进一步分离而减少，并且离子抑制是更低效 的。变得清楚的是，收敛设备的质量带宽受限于在较大端处的高质量伪电势和在较小端处 的低质量不稳定性。可以通过增加 RF驱动频率和电压来改进质量带宽。然而，对于用于捕 获退出真空入口或质量过滤器的离子的有用大小的结构，将频率增加得超越大约IOMHz是 困难的。尤其是在平均自由程接近电极杆间隔的情况下操作的高气体压力设备中，增加电 压因电压击穿而受限。增加频率增加了功率，这导致更大的成本以及温度和可靠性问题还 有驱动变压器中的自谐振限制。 根据本教导，可以通过在离子引导器100的位置处施加第二RF电压从而第二RF电压 在各相邻第一电极124之间的各间隙之间穿透来克服对质量带宽的冲突限制。该操作具有 生成叠加在第一 RF场上的第二更高阶RF多极场（第二RF场）的效果。与第一 RF场相比， 第二RF场是第2N阶的。因此，例如，如果第一 RF场是六极场，则第二RF场将是十二极场。 合成第一 RF场/第二RF场的一个示例包括但不限于四极/八极场和八极/十六极场。 图1示出实现第二RF场的示例。离子引导器100包括第二RF场发生器，其配置用于 生成叠加在第一 RF场上并且在各第一电极124之间穿透的第2N阶的第二RF场。第二RF 场发生器包括一个或多个第二电极160,其沿着离子进口部分136的部分或整个长度而定 位。可以通过单个电极的形式、或与第一电极124相似作为沿着引导器轴104延长并且彼 此在圆周上间隔的多个电极来提供第二电极160。替代地，第二电极160可以具有以下通过 示例所描述的其它配置。 第二电极160可以位于第一电极124的外部（因此环绕第一电极124)，在此情况下，第 二电极160可以称为外部电极，第一电极124可以称为内部电极。在其它实施例中，第二电 极160可以位于相邻第一电极124的各相应配对之间的间隙中。在其它实施例中，第二电 极160可以部分地处于第一电极124外部，但延伸进入或通过各第一电极124之间的间隙。 离子引导器100的RF电压源包括第二RF电压源164,其与第二电极160连通。在一些 实施例中，RF电压源（例如第二RF电压源164)可以看作第二RF场发生器的一部分。第 二RF电压源164将普通形式V RFcos ( Ω t)的第二RF电压施加到第二电极160,其响应于此 而生成穿透第一电极124的包络并且进入引导器容积中的第二RF场。在一些实施例中，第 二RF电压是单相位RF电势。可以在相对于施加第一 RF电压的相位的任何相位处施加第 二RF电压。 离子引导器100的DC电压源可以还包括第二DC电压源168,其与第二电极160连通。 在一些实施例中，第二电极160可以具有与以上所描述的并且图2A和图2B所示的第一电 极124的实施例相似的合成绝缘/阻性配置。在操作中，可以期望第二电极160上的DC电 势设置得与在离子进口端108处的第一电极124上的DC电势相同，以使得DC电势对第二 电极160的影响最小化。 在一些实施例中，第二电极160可以布置在第一电极124的外部，并且处于与第一电极 124相似的收敛方式。因此，在第一电极124位于距引导器轴104的第一半径处的情况下， 第二电极160可以位于与第一半径不同达某偏移值的距引导器轴104的第二半径处。所 述偏移可以沿着引导器轴104保持恒定，即第二电极160的收敛角度可以与第一电极124 的收敛角度相同。替代地，所述偏移可以沿着引导器轴104变化，即第二电极160的收敛 角度可以与第一电极124的收敛角度不同。可以根据需要来选择偏移，以在避免（归因于 Paschen's定律的）电压击穿的同时获得期望的第二RF场进入引导器容积中的穿透量。例 如，可以修整偏移，以获得待由离子引导器100封闭的期望质量范围。此外，可以使得偏移 在第二电极160的下游端处比在上游端处更小，或反之亦然。鉴于场穿透在下游方向上随 着各第一电极124之间的间隔降低而减少的事实，对于增强在第一电极124的下游端处的 场穿透，减少下游端处的偏移可以是有用的。此外，虽然增加偏移可能需要增加 RF电压以 在各第一电极124之间的间隙中保持期望的电势，但如果期望，则偏移可以增加以实现更 大的击穿强度或允许更容易的气体逃逸。此外，偏移可以例如通过将第二电极160替代以 不同大小的布置或通过以允许第二电极160的位置受调整的方式来配置安装硬件而是可 调整的。 适当选择用于第二RF场的驱动频率服务于供应封闭场，以用于本应反而在各第一电 极124之间的增长间隙中损耗的质量范围的部分。第二RF场的驱动频率可以设置得小于 第一 RF场的驱动频率，使得无论其相对大的2R。如何，高质量伪电势都仍是实质性的。这 对于在气体压力不仅减少有效伪电势而且扩展气体具有创建将离子径向地推出设备之外 的空气动力学曳力的径向速度矢量的真空入口（例如分撇器120、毛细管或孔口）之后的操 作是特别重要的。必须通过相反方向的伪电势力来克服该径向气体。虽然该伪力类似于伪 电势是基于具有变化相位空间和RF相位的多个离子的路径的统计构造，但可以通过关于 半径对伪电势方程进行微分以获得有效场1_&(以伏特/米为单位）来近似它，如下：
对于特定多极配置：
用于六极。 用于十二极。 于是，力为Epseudci X e。力在中心线（引导器轴）处等于零，并且径向地增加。 因为两个RF场的叠加，所以与传统线性多极离子引导器相比，在不同阶多极项、不同 电压以及不同频率的情况下，在此所公开的离子引导器100的实施例可以实现更大的射束 压缩，发送从样本产生的全部质量范围离子，在更高压力处操作，并且更好地容忍径向气体 速度矢量。此外，可以通过更低的电压和功率来实现前述情况，减少了电子设备的成本并且 改进了可靠性。此外，可以通过单个内部元件（例如单个（无分段）第一电极集合124)来 实现前述情况，因此避免边缘场的并发、对准问题以及建构多级化设备的成本。此外，离子 引导器100良好地适合于操作为碰撞小单元，因为其可以接受退出四极质量过滤器或其它 先前设备的大离子相位空间，发送并且以碰撞方式冷却母体离子并且同时裂解离子，而且 将比当前所实现的远更小的离子相位空间传送到后续质量过滤设备（例如四极或飞行时 间（TOF)分析器）中。因此，离子引导器100可以启用更高的总体系统传输，更宽的质量范 围传输以及改进的MS和MS-MS谱。 如上所述，RF驱动频率Ω和幅度Vrf随期望质量范围和离子引导器容积的最小封装直 径而标定。继续于以上对于大约2. 3mm的最小封装直径以及从大约50Da到大约3000Da的 质量范围给出的非限定性示例，第一 RF场的驱动频率（第一频率）可以是9MHz，而第二RF 场的驱动频率（第二频率）可以是IMHz。在一些实施例中，第二频率处于第一频率的50% 或更小的范围中。在一些实施例中，第一 RF场的零到峰值幅度（第一峰值幅度）可以是大 约110V，而第二RF场的零到峰值幅度（第二峰值幅度）可以是大约250V。在此所公开的 离子引导器所能够发送的质量范围将取决于对于第一频率、第二频率、第一峰值幅度和第 二峰值幅度所选择的值。在一些实施例中，在此所公开的离子引导器可达到的离子进口处 的射束接受度直