DE1198465B - Ionenquelle fuer feste Substanzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. σ.:

HOIj

Deutschem.: 21g-21/01

Nummer: 1198 465

Aktenzeichen: A 38667 VIII c/21 g

Anmeldetag: 26. Oktober 1961

Auslegetag: 12. August 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ionenquelle für feste Substanzen, insbesondere für Massenspektrometer, bestehend aus einer Vakuumkammer und einem in dieser angeordneten und den Ionisationsraum begrenzenden Gehäuse, bei welcher die Ver- dampfung der Substanz durch die Einwirkung elektromagnetischer Strahlung und die Erzeugung der Ionen durch Ionisation der Dampfmoleküle erfolgt. Derartige Ionenquellen sind unter der Bezeichnung »Ofenionenquelle« bekannt. Dabei besteht der Nachteil, daß die Strahlungsquelle zur Erhitzung der Substanz teilweise in dem Vakuumraum und der Ionisationskammer angeordnet ist, was zur Beeinträchtigung sowohl der Arbeitsgeschwindigkeit als auch der Meßgenauigkeit führt. Insbesondere geben die innerhalb des Vakuumraumes liegenden Teile der Strahlungsquelle Veranlassung zu Verunreinigungen, die meßtechnisch nur unvollkommen erfaßt werden können und auch den Gang der Messung wesentlich verzögern.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist erfindungsgemäß die Strahlungsquelle außerhalb der Vakuumkammer angeordnet und optische Mittel zur Bündelung und Fokussierung der Strahlung vorgesehen, die die Strahlung durch ein Fenster in der Vakuumkammer und eine öffnung in dem Gehäuse auf die Substanz riehten. Dadurch wird erreicht, daß die Erhitzung der Probe durch eine Wärmequelle hervorgerufen wird, die eine vom Massenspektrometer völlig getrennte Baueinheit darstellt, so daß das Massenspektrometer selbst keinerlei Einrichtungen zur Erzeugung der erforderlichen Wärme zu enthalten braucht. Die Wärmequelle ist vom Massenspektrometer unabhängig und kann auch anderswo eingesetzt werden, z. B. zur Bestrahlung verschiedener Ionenquellen oder auch für Aufgaben ganz anderer Zweckbestimmung.

Vorteilhaft wird dabei von einem an sich bekannten optischen Sender (Laser) als Strahlungsquelle Gebrauch gemacht.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht:

In der Zeichnung stellt 1 die Vakuumkammer der Ionenquelle dar, in dessenBodenla der Austrittsspalt 2 zum Trennrohr 3 eines Massenspektrometer angeordnet ist. In der Vakuumkammer der Ionenquelle ist, in der Zeichnung ganz schematisch dargestellt, das Gehäuse 4 angeordnet, das einen eigenen Träger für die zu ionisierende Substanz 5 enthält und das den Ionisationsraum begrenzt. Dieses Gehäuse kann in üblicher Weise in der zur Zeichenebene senkrechten Richtung verschiebbar und auswechselbar angeordnet sein. Zu diesem Zweck ist an die Vakuumkammer 1 eine Vakuumschleuse angeschlossen, über welche die Ionenquelle für feste Substanzen

Anmelder:

ATLAS Meß- und Analysentechnik G. m. b.H.,

Bremen, Woltmershauser Str. 442-448 a

Als Erfinder benannt:

Dr. Ludolf Jenckel, Bremen-St. Magnus

Auswechselung des Gehäuses 4 mit der zu untersuchenden Substanz erfolgt. Die Ionisation der festen oder flüssigen Substanz 5 erfolgt in üblicher Weise durch Verdampfung und Elektronenbeschuß und die ionisierten Teilchen werden durch eine in der Zeichnung ganz schematisch dargestellte Ionenoptik 6 aus dem Gehäuse 4 herausgezogen und gebündelt durch den Spalt 2 in das Trennrohr 3 des Massenspektrometer geführt. Der Elektronenbeschuß erfolgt mit Hilfe eines quer zum Ionenbündel 7 gerichteten Elektronenstrahlbündels 8, das von einer außerhalb des Gehäuses 4, aber in der Vakuumkammer 1 angeordneten Kathode 9 zu einem Elektronenauffanger 10 durch einander gegenüberliegende Fenster 11,15 des Gehäuses 4 verläuft. Die Verdampfung der Substanz 5 durch Erhitzung erfolgt durch Bestrahlung von einem optischen Sender (Laser) 12 von außerhalb der Ionenquelle 1 durch ein Fenster mit Linse 13 in der Wand 1 b der Vakuumkammer 1 und ein Fenster 14 in der Wand des Gehäuses 4. Mit Hilfe der Bestrahlung vom optischen Sender 12 aus ist es möglich, örtlich sehr hohe Wärmeenergien über die Linse 13 auf die Substanz 5 zu konzentrieren, da der optische Sender durch die Kohärenz der Strahlung ein extrem intensives und paralleles Strahlenbündel liefert, das durch eine Linse auf einen eng begrenzten Brennfleck mit hoher Energiedichte abgebildet werden kann. Die erzielten Strahlungsstärken genügen, um selbst schwer schmelzbare Substanzen augenblicklich zu schmelzen bzw. zu verdampfen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ionenquelle für feste Substanzen, insbesondere für Massenspektrometer, bestehend aus einer Vakuumkammer und einem in dieser angeordneten und den Ionisationsraum begrenzenden Gehäuse, bei welcher die Verdampfung der Substanz durch die Einwirkung elektromagnetischer

509 630/231

I 198 465

Strahlung und die Erzeugung der Ionen durch Ionisation der Dampfmoleküle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (12) außerhalb der Vakuumkammer (1) angeordnet ist und optische Mittel zur Bündelung und Fokussierang der Strahlung vorgesehen sind, die die Strahlung durch ein Fenster (13) in der Vakuumkammer (1) und eine Öffnung (14) in dem Gehäuse (4) auf die Substanz richten. .

2. Ionenquelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung eines an sich bekannten optischen Senders (LASER) als Strahlungsquelle.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 851652; Zeitschrift für Naturforschung, Bd. 11 e, S. 167/168.

1956,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen