Abstract:
The present invention relates generally to a multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer (MR TOF MS). To improve mass resolving power of a planar MR TOF MS (11), a spatially isochronous and curved interface (21) may be used for ion transfer in and out of the MR TOF analyzer (11). One embodiment comprises a planar MR TOF MS (11) with periodic lenses (14) in the field-free space, a linear ion trap (17) for converting ion flow into pulses and a C-shaped isochronous interface made of electrostatic sectors. The interface (21) allows transferring ions around the edges and fringing fields (13) of the ion mirrors (12) without introducing significant time spread. The interface (21) may also provide energy filtering of ion packets. The non-correlated turn-around time of ion trap converter (17) may be reduced by using a delayed ion extraction from the ion trap and excessive ion energy is filtered in the curved interface (21).
Abstract:
A multiple reflecting time-of-flight mass spectrometer (MR-TOF MS) and method of analysis are disclosed. The flight path of ions is folded along a trajectory by electrostatic mirrors. The longer flight path provides higher resolution while maintaining a moderate instrument size.
Abstract:
The present invention relates generally to a multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer (MR TOF MS). To improve mass resolving power of a planar MR TOF MS, a spatially isochronous and curved interface may be used for ion transfer in and out of the MR TOF analyzer. One embodiment comprises a planar grid-free MR TOF MS with periodic lenses in the field-free space, a linear ion trap for converting ion flow into pulses and a C-shaped isochronous interface made of electrostatic sectors. The interface allows transferring ions around the edges and fringing fields of the ion mirrors without introducing significant time spread. The interface may also provide energy filtering of ion packets. The non-correlated turn-around time of ion trap converter may be reduced by using a delayed ion extraction from the ion trap and excessive ion energy is filtered in the curved interface.
Abstract:
Mehrfach reflektierender Analysator mit elektrostatischer Falle, umfassend:zwei parallele und aufeinander ausgerichtete gitterfreie Ionenspiegel, getrennt durch eine feldfreie Region, wobei die Ionenspiegel zum Reflektieren von Ionen in einer ersten Richtung (X) angeordnet sind, wobei sich die Ionenspiegel entlang der transversalen Drift-Richtung (Z) erstrecken, um ein zweidimensionales elektrostatisches Feld E(X, Y) mit planarer Symmetrie oder mit einer hohlzylindrischen Symmetrie zu bilden, wobei die Ionenspiegel wenigstens eine Elektrode mit einem beschleunigenden Potential im Vergleich zu dem feldfreien Raumpotential aufweisen, undmindestens eine elektrostatische Immersionslinse, die angeordnet ist, um Ionen geometrisch in der Y-Richtung zu fokussieren, und so betreibbar ist, dass sie Ionen in der ersten Richtung (X) beschleunigt und Ionen in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung verzögert, , wobei sich die mindestens eine Immersionslinse entlang der Drift-Richtung (Z) erstreckt undvon den Ionenspiegeln durch die feldfreie Region getrennt ist, und wobei die Y-Richtung orthogonal zu der ersten Richtung (X) und zu der Drift-Richtung (Z) ist.
Abstract:
Zur Verbesserung der Raum- und Energieakzeptanz von mehrfach reflektierenden Flugzeitanalysatoren, Analysatoren mit offenen Fallen oder Analysatoren mit elektrostatischer Falle wird ein neuer Ionenspiegel offenbart. Der Einbau einer Immersionslinse zwischen Ionenspiegel ermöglicht das Erreichen der Zeit-pro-Energie-Fokussierung fünfter Ordnung gleichzeitig mit der Zeit-pro-Raum-Fokussierung dritter Ordnung einschließlich von Energie-Raum-Crosstermen. Vorzugsweise weit der Analysator eine hohlzylindrische Geometrie für eine verlängerte Flugstrecke auf. Der Flugzeitanalysator umfasst vorzugsweise ein räumlich moduliertes Ionenspiegelfeld zur isochronen Ionenfokussierung in der tangentialen Richtung.
Abstract:
Multireflektierendes Flugzeit-Massenspektrometer, das Folgendes umfasst:zwei elektrostatische Ionenspiegel (43, 82), die sich entlang einer Driftrichtung erstrecken;einen Satz von periodischen Linsen (44, 83), die zwischen den zwei elektrostatischen Ionenspiegeln (43, 82) angeordnet sind;eine gepulste Ionenquelle (47) oder einen gepulsten Konverter (42), die/der Ionenbündel bildet, die entlang Ionentrajektorien wandern;einen Ionenempfänger (14, 26, 36, 84) zum Empfangen der Ionenbündel; undwenigstens eine Elektrodenstruktur (45, 72, 84, 93), die in einer Bahn der Ionentrajektorien angeordnet ist;wobei die Ionentrajektorien mehrere Reflexionen zwischen den Ionenspiegeln (43, 82) bilden und durch den Satz von periodischen Linsen (44, 83) passieren, wobei die wenigstens eine Elektrodenstruktur (45, 72, 84, 93) zumindest ein beschleunigendes elektrostatisches Feld und/oder ein reflektierendes elektrostatisches Feld bildet, das/die lokale negative Flugzeitaberration in der Driftrichtung bereitstellt/-en,wobei die wenigstens eine Elektrodenstruktur (45, 72, 84, 93) eine gekrümmte Elektrode (84) am Ort der letzten lonenreflexion umfasst und wobei die gekrümmte Elektrode (84) die Ionenbündel in sekundäre Elektronen umwandelt, undwobei die sekundären Elektronen detektiert werden.
Abstract:
Ein multireflektierendes Flugzeit-Massenspektrometer umfasst ein Paar parallel ausgerichteter Ionenspiegel und einen Satz von periodischen Linsen zum Einschließen von Ionenpaketen entlang der z-Driftrichtung. Zum Kompensieren von durch die periodischen Linsen erzeugten sphärischen Flugzeit-Aberrationen T|zz ist wenigstens ein Satz von Elektroden in der Vorrichtung angeordnet und bildet beschleunigende oder reflektierende elektrostatische Felder, die in der z-Richtung gekrümmt sind, um eine lokale negative T|zz-Aberration zu bilden. Die Struktur kann in einem Beschleuniger, in schleudernden Feldern oder in bewusst und lokal gekrümmten Feldern von Ionenspiegeln, in elektrostatischer Sektorschnittstelle oder an einer gekrümmten Oberfläche eines Ionen-in-Elektronen-Konverters am Detektor ausgebildet sein.
Abstract:
To improve spatial and energy acceptance of multi-reflecting time-of-flight, open traps, and electrostatic trap analyzers, a novel ion mirror is disclosed. Incorporation of immersion lens between ion mirrors allows reaching the fifth order time per energy focusing simultaneously with the third order time per spatial focusing including energy-spatial cross terms. Preferably the analyzer has hollow cylindrical geometry for extended flight path. The time-of-flight analyzer preferably incorporates spatially modulated ion mirror field for isochronous ion focusing in the tangential direction.
Abstract:
A multi reflecting time-of-flight mass spectrometer MR TOF MS 11. the flight path of ions from an ion source 12 to a receiver is folded along a trajectory by two parallel gridless electrostatic mirrors 15, elongated in the shift direction 7, orthogonal to the direction of reflection. A set of multiple lenses 17 is positioned in the drift space 14 between the mirrors to provide for spatial focusing of ions in the plane of the folded ion path. Each mirror consists of at least 4 electrodes 15C, 15E, 15L arranged and controlled so that to improve ion optics properties. Namely, in addition to time-of-flight focusing in energy and spatial focusing across the plane of the folded ion path, the mirrors also provide time-of-flight focusing with respect to the spatial spread of ions across the said plane. Because of improved spatial and time focusing, the MR TOF MS of the invention provides for a wider acceptance and confinement of ion beam along an extended folded ion path.
Abstract:
A multi reflecting time-of-flight mass spectrometer MR TOF MS 11. the flight path of ions from an ion source 12 to a receiver is folded along a trajectory by two parallel gridless electrostatic mirrors 15, elongated in the shift direction 7, orthogonal to the direction of reflection. A set of multiple lenses 17 is positioned in the drift space 14 between the mirrors to provide for spatial focusing of ions in the plane of the folded ion path. Each mirror consists of at least 4 electrodes 15C, 15E, 15L arranged and controlled so that to improve ion optics properties. Namely, in addition to time-of-flight focusing in energy and spatial focusing across the plane of the folded ion path, the mirrors also provide time-of-flight focusing with respect to the spatial spread of ions across the said plane. Because of improved spatial and time focusing, the MR TOF MS of the invention provides for a wider acceptance and confinement of ion beam along an extended folded ion path.