共振對四極濾質器中離子運動的影響

2010-08-24 汪志成 蘭州物理研究所

  四極濾質器上使用輔助激勵電壓進行質譜分析時,當輔助激勵電壓的頻率等于或接近四極場中離子運動的基頻或諧振頻率,就會引發共振現象。使用Matlab 軟件,對這一現象進行了仿真分析。在設定條件下,以一定步長逐漸增加輔助激勵電壓交流成分(RF 電壓)的頻率,觀察離子振蕩幅度的變化。結果表明:在x 和y 方向的多個不同頻率的輔助激勵電壓作用下,都出現了明顯的共振現象。

1、引言

  四極濾質器上使用輔助激勵電壓進行質譜分析時,在四極場本身的畸變引起的高階場頻率、四極場原激勵電壓的諧振頻率與輔助激勵電壓的頻率相等或接近的情況下,會造成四極場中的部分離子發生共振。

  作者主要分析輔助激勵電壓頻率對共振作用的影響。使用一個小的正弦電壓輔助進行質譜分析時,由于輔助激勵電壓引起的共振,使得穩定區中的一部分非待測離子在四極場中的振蕩幅度持續增加,適當設置輔助激勵電壓的參數,可以過濾掉這一部分離子。在這種情況下,能有效地提高四極濾質器的分辨率和傳輸效率,因此獲得了廣泛的應用。另一方面,輔助激勵電壓參數設置不當時,就會引起四極場中待測離子的非線性共振,影響測量結果的準確性。

4、結論

  使用Matlab軟件,采用數值分析的方法分析了輔助激勵信號作用下,四極場中離子的運動特性。結果顯示,當輔助激勵信號的頻率等于或接近四極場中離子振蕩的基頻和諧振頻率時,都會引發明顯的共振現象。因此,使用輔助激勵信號進行質譜分析時,必須考慮到這一因素,合理設置輔助激勵信號的頻率,避免待測離子發生共振,降低四極濾質器的傳輸率。