本發(fā)明屬于離子輸運(yùn)，具體涉及一種純直流平面型離子漏斗。
背景技術(shù)：
1、離子漏斗是一種離子導(dǎo)向輸運(yùn)裝置，其核心功能在于高效地引導(dǎo)和聚焦離子束；傳統(tǒng)的離子漏斗構(gòu)型多用于將粗真空區(qū)域的離子順利傳輸至高真空區(qū)域的質(zhì)譜分析儀或其他設(shè)備中；其一般采用多級漸縮的漏斗型電極陣列結(jié)構(gòu)，通過射頻電場對離子的徑向束縛和勻強(qiáng)電場對離子的軸向推進(jìn)，在電場作用下有效引導(dǎo)離子沿預(yù)定路徑傳輸，可在粗真空環(huán)境下大幅降低寬范圍分布離子的空間發(fā)散度實(shí)現(xiàn)聚焦；
2、但傳統(tǒng)的離子漏斗構(gòu)型由于需要使用射頻電壓，其電源往往較為復(fù)雜和昂貴，并且由于需要數(shù)十片至數(shù)百片的環(huán)形電極堆砌成長隧道減縮模型，其機(jī)械加工和電路設(shè)計(jì)方式往往也較為繁瑣；此外，當(dāng)傳統(tǒng)的離子漏斗構(gòu)型運(yùn)用于高真空環(huán)境下時，由于缺少了背景氣體分子的緩沖碰撞，過快的離子會來不及聚焦從而撞到電極壁上造成大量離子損失；因此能否簡化離子漏斗的結(jié)構(gòu)，施加純直流電壓進(jìn)行聚焦，以及使其適用于多數(shù)真空環(huán)境是離子漏斗進(jìn)一步的改進(jìn)方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種純直流平面型離子漏斗，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種純直流平面型離子漏斗，包括：
4、直流電源和由n個環(huán)形電極，n個所述環(huán)形電極從內(nèi)向外同圓心堆疊而成,并構(gòu)成平面型結(jié)構(gòu)，每個所述環(huán)形電極的壁厚相同，且壁厚較薄，n個所述環(huán)形電極的半徑從內(nèi)向外逐漸增大，構(gòu)成一圈圈同心圓結(jié)構(gòu)，每個所述環(huán)形電極之間設(shè)置有相同的間距，所述直流電源從內(nèi)而外對每個環(huán)形電極施加具有恒定梯度的直流電壓，根據(jù)聚焦能力原理，通過在不同同心環(huán)形電極的梯度電壓，形成在同一平面堆疊的由外至內(nèi)、由高到低的電勢梯度場，因此大范圍粒子會在同一平面內(nèi)迅速受到強(qiáng)有力的聚焦效果。
5、優(yōu)選的，所述直流電源從內(nèi)而外對每個所述環(huán)形電極施加的直流電壓的恒定梯度范圍為1v～1000v。
6、優(yōu)選的，每個所述環(huán)形電極之間均串聯(lián)有電阻來分別控制單路直流電源。
7、優(yōu)選的，每個所述環(huán)形電極的電壓由外向內(nèi)逐步遞減，如即最外側(cè)環(huán)形電極為100v，最內(nèi)側(cè)環(huán)形電極電壓為10v，100v→10v形成了單一平面的大范圍向內(nèi)的勢能梯度場，實(shí)現(xiàn)有效聚焦，具體電壓梯度可以根據(jù)粒子動能狀態(tài)進(jìn)行改變，高速粒子需要更大梯度，低速粒子需要更小梯度。
8、優(yōu)選的，每個所述環(huán)形電極的壁厚大小范圍為0.1mm～50mm,長度范圍為1mm～100mm。
9、優(yōu)選的，每個所述環(huán)形電極之間的間距范圍為0.1mm～50mm。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
11、本發(fā)明公開了一種施加純直流電壓的環(huán)形電極同心堆疊的平面型離子漏斗模型，并經(jīng)過模擬驗(yàn)證其在粗真空或高真空環(huán)境下都擁有傳輸效率高和聚焦能力好的作用。
1.一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于，包括：直流電源和由n個環(huán)形電極，n個所述環(huán)形電極從內(nèi)向外同圓心堆疊而成,并構(gòu)成平面型結(jié)構(gòu)，每個所述環(huán)形電極的壁厚相同，n個所述環(huán)形電極的半徑從內(nèi)向外逐漸增大，構(gòu)成一圈圈同心圓結(jié)構(gòu)，每個所述環(huán)形電極之間設(shè)置有相同的間距，所述直流電源從內(nèi)而外對每個環(huán)形電極施加具有恒定梯度的直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于：所述直流電源從內(nèi)而外對每個所述環(huán)形電極施加的直流電壓的恒定梯度范圍為1v～1000v。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于：每個所述環(huán)形電極之間均串聯(lián)有電阻來分別控制單路直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于：每個所述環(huán)形電極的電壓由外向內(nèi)逐步遞減。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于：每個所述環(huán)形電極的壁厚大小范圍為0.1mm～50mm,長度范圍為1mm～100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種純直流平面型離子漏斗，其特征在于：每個所述環(huán)形電極之間的間距范圍為0.1mm～50mm。