DE3025764C2 - Time of flight mass spectrometer - Google Patents

Time of flight mass spectrometer

Info

Publication number
DE3025764C2
DE3025764C2 DE19803025764 DE3025764A DE3025764C2 DE 3025764 C2 DE3025764 C2 DE 3025764C2 DE 19803025764 DE19803025764 DE 19803025764 DE 3025764 A DE3025764 A DE 3025764A DE 3025764 C2 DE3025764 C2 DE 3025764C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ion
time
mass spectrometer
mirrors
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19803025764
Other languages
German (de)
Other versions
DE3025764A1 (en
Inventor
Hermann Prof. Dr. 6301 Fernwald Wollnik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19803025764 priority Critical patent/DE3025764C2/en
Priority to JP56101388A priority patent/JPS5744953A/en
Priority to GB8120809A priority patent/GB2080021B/en
Priority to FR8113421A priority patent/FR2486713B1/en
Publication of DE3025764A1 publication Critical patent/DE3025764A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3025764C2 publication Critical patent/DE3025764C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34Dynamic spectrometers
    • H01J49/40Time-of-flight spectrometers
    • H01J49/406Time-of-flight spectrometers with multiple reflections

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

4545

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufzeit-Massenspektrometer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Laufzeit-Massenspektrometer ist aus »Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.« 9 (1972) 357-373 bekannt.The present invention relates to a time of flight mass spectrometer according to the preamble of claim 1. Such a time-of-flight mass spectrometer is from »Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys. «9 (1972) 357-373.

In Laufzeit-Massenspektrometern werden üblicherweise Ionen gleicher Energie, aber verschiedener Masse, voneinander dadurch getrennt, daß sie die gleiche Weglänge mit verschiedener Geschwindigkeit durchlaufen und nacheinander an einem Ionen-Auffänger oder einem lonen-SEV (Sekundär-Elektronen-Vervielfacher) eintreffen. Wichtig ist hierbei, daß alle Ionen zum gleichen Zeitpunkt am Anfang der Laufstrecke gestartet werden.In transit time mass spectrometers are usually Ions of the same energy but of different mass, separated from one another by the fact that they traverse the same path length at different speeds and one after the other at an ion collector or an ion SEV (secondary electron multiplier) arrive. It is important here that all ions are at the same point in time at the beginning of the route to be started.

Eine demgegenüber verbesserte Ausführung für ein Laufzeit-Massenspektrometer (Fig. 1) wurde durch »Sov. Phys.-Tech. Phys.« 16(1972), 1177-1179 bekannt, wobei die Ionenenergie nicht mehr für alle Ionen gleich sein muß. Die Ionen werden nämlich nach durchlaufener Weglänge (L) von einem elektrostatischen Spiegel um fast 180° umgelenkt, so daß sie die Laufstrecke zurückfliegen müssen, bevor sie in einem direkt neben der Ionenquelle befindlichen lonen-SEV registriert werden können. Wesentlich ist dabei, daß Ionen etwas höherer Energie tiefer in den aus Gitterplatten gebildeten lonenspiegel eindringen; sie müssen deshalb insgesamt einen längeren Weg zurücklegen als Ionen etwas niedrigerer Energie. Durch geeignete Potentialverteilung im lonenspiegel konnte man erreichen, daß die Laufzeit der Ionen von der Quelle bis zum SEV nur von der Ionenmasse und nicht mehr von der Ionenenergie abhängt. Da die Massenauflösung in einem Laufzeit-Massenspektrometer proportional zur Länge der Flugstrecke ist, möchte man diese groß machen. Selbst bei Verwendung eines lonenspiegels, d. h. bei doppelter Ausnutzung der Baulänge, ergeben sich jedoch recht ausgedehnte Systeme, bei denen zudem die Durchmesser der Ionenauffänger und lonenspiegel groß sein müssen.A comparatively improved version for a time-of-flight mass spectrometer (Fig. 1) was by »Sov. Phys.-Tech. Phys. «16 (1972), 1177-1179, whereby the ion energy no longer has to be the same for all ions. The ions are deflected by almost 180 ° by an electrostatic mirror after they have traveled through the path length (L) , so that they have to fly back the path before they can be registered in an ion SEV located directly next to the ion source. It is essential that ions of somewhat higher energy penetrate deeper into the ion mirror formed from grid plates; they therefore have to cover a longer distance overall than ions of somewhat lower energy. By means of a suitable potential distribution in the ion mirror, it was possible to achieve that the transit time of the ions from the source to the SEV depends only on the ion mass and no longer on the ion energy. Since the mass resolution in a time-of-flight mass spectrometer is proportional to the length of the flight path, one would like to make it large. Even with the use of an ion mirror, that is to say with double utilization of the structural length, however, quite extensive systems result, in which the diameter of the ion collectors and ion mirrors must also be large.

Ein weiterer Nachteil der sowohl aus »Sov Phys.-Tech. Phys.« als auch aus der US-PS 37 27 047 bekannten Laufzeit-Massenspektrometer besteht darin, daß die lonenspiegel von einander parallelen Metallgittern gebildet werden, die von den Ionenbündeln durchsetzt werden. Dieses führt zu erheblichen Ionenstromverlusten, so daß z. B. eine Vielfach-Knickung der Ionenfluckstrecke mit derartigen lonenspiegeln nicht mehr möglich ist.Another disadvantage of both from »Sov Phys.-Tech. Phys. «As well as from US-PS 37 27 047 known time-of-flight mass spectrometer is that the ion mirror of parallel metal grids are formed, which are penetrated by the ion bundles. This leads to considerable ion current losses, so that z. B. a multiple kinking of the ion bend with such ion mirrors not more is possible.

Aus der eingangs genannten Literaturstelle »International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics« 9 (1972) S. 357—373, sind zwar lonenspiegel bekannt, die ohne Metallnetze auskommen. Diese lonenspiegel umfassen jedoch aufwendige und deshalb schwierig herzustellende Zylinder-, Kugel- oder Torusflächen, welche außerdem einen großen Platzbedarf haben.From the above-mentioned reference "International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics" 9 (1972) pp. 357-373, ion mirrors are known that do not require metal nets. These ion levels however, include complex and therefore difficult to manufacture cylindrical, spherical or torus surfaces, which also have a large space requirement.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Laufzeit- und Ortsfokussierung mit einfachen Mitteln zu verwirklichen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalendes Anspruchs 1 angegeben.The subject of the application, on the other hand, is based on the task of focusing on the running time and location to be realized with simple means. The inventive solution to this problem is in the characterizing Features of claim 1 specified.

Bei einem in dieser Weise aulgebauten Laufzeit-Massenspektrometer bestehen die lonenspiegel aus einfachen Bauteilen, die sowohl reflektierende, als auch fokuisierende Eigenschaften haben. Ähnlich einer in Transmission betriebenen Möllenstedt-Filterlinse liefert ein solcher in Reflexion betriebener, aus Lochblenden oder Rohren aufgebauter lonenspiegei Fokussierungseffekte, wie man in numerischer Rechnung zeigen kann. Selbst bei sehr langen Flugstrecken, d. h., bei vielfach wiederholter Knickung der lonenflugstrecke, tritt ein nachteiliges Anwachsen des lonenbündeldurchmessers nicht auf. Darüber hinaus entfallen bei lonenspiegeln aus fokussierenden netzlosen Lochblenden oder Rohren Verluste des Ionenstrahles, die beim Durchgang des lonenbündels durch konventionelle Netze unvermeidlich sind. Mit verhältnismäßig geringem apparativen Aufwand wird somit die lonenflugstrecke verlängert und die Auflösung des Gesamtsystems bei gleicher lonenpulslänge verbessert. Durch den Einsatz einer Anzahl N solcher lonenspiegel (mit 100%iger Reflexion) läßt sich die Baulänge nicht nur zweimal, sondern (N + l)mal ausnutzen. Die Anzahl N der lonenspiegel kann dabei entweder geradzahlig oder ungeradzahlig sein.In a time-of-flight mass spectrometer built in this way, the ion mirrors consist of simple components that have both reflective and focussing properties. Similar to a Möllenstedt filter lens operated in transmission, such an ion mirror operated in reflection and made up of pinhole diaphragms or tubes delivers focusing effects, as can be shown in numerical calculation. Even in the case of very long flight paths, that is to say with repeated kinking of the ion flight path, a disadvantageous increase in the diameter of the ion beam does not occur. In addition, ion mirrors made up of focussing meshless apertured diaphragms or tubes do not cause losses in the ion beam, which are unavoidable when the ion beam passes through conventional networks. The ion flight distance is thus lengthened and the resolution of the overall system is improved with the same ion pulse length with relatively little expenditure on equipment. By using a number N of such ion mirrors (with 100% reflection), the overall length can be used not only twice, but (N + 1) times. The number N of ion mirrors can either be an even number or an odd number.

Fokussierende lopenspiegel können besonders klein gestaltet werden, wenn die Brennweiten der Spiegel alle gleich L/2 sind, wobei L den Abstand zwischen zwei sich gegenüberstehenden Spiegeln bezeichnet. Die Lochblenden oder Rohre können dabei zur Vermeidung von Störpotentialen an einer Stelle, die von Ionen nichtFocusing lens mirrors can be made particularly small if the focal lengths of the mirrors are all equal to L / 2 , where L denotes the distance between two opposing mirrors. The perforated diaphragms or tubes can thereby avoid interference potentials at a point that is not caused by ions

mehr erreicht wird, durch Gitter abgeschlossen sein. Die Fokussierungseigenschaften der Spiegel können z. B. dadurch erreicht werden, daß ihre eingangs- bzw. ausgangsseitigen Lochblenden oder Röhrt als Einzellinse geschaltet sind.more is achieved, to be completed by grids. The focusing properties of the mirrors can e.g. B. can be achieved in that their entrance or exit-side perforated diaphragms or tubes as a single lens are switched.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Die Zeichnung zeigt inThe invention will now be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Laufzeit-Wassenspektrometers gemäß dem zuvor zitierten Stand der Technik,F i g. 1 is a schematic view of a time of flight water spectrometer according to the prior art cited above,

Fig. 2 eine schematisierte Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Laufzeit-Massenspektrometers in ebener Linearancrdnung,Fig. 2 is a schematic oblique view of a Time-of-flight mass spectrometer according to the invention in a flat linear arrangement,

F i g. 3 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Laufzeit-Massenspektrometers in Kreiszylinderanordnung, F i g. 3 shows an oblique view of a time-of-flight mass spectrometer according to the invention in a circular cylinder arrangement;

F i g. 4 das Prinzip eines erfindungsgemäßen Laufzeit-Massenspektrometers mit schaltbaren Ionenspiegeln,F i g. 4 shows the principle of a time-of-flight mass spectrometer according to the invention with switchable ion mirrors,

F i g. 5 das Prinzip eines erfindungsgemäßen Laufzeit-Massenspektrometers mit elektrostatisch kippbaren Ionenspiegeln.F i g. 5 shows the principle of a time-of-flight mass spectrometer according to the invention with electrostatically tiltable ion mirrors.

Das in F i g. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Laufzeit-Massenspektrometer hat, wie schematisch angedeutet, eine Ionenquelle 12 sowie eine Lenkeinrichtung 14 für das Ionenbündel, das an einem Ionenspiegel 16 mit Gitterplatten 18 abgebogen und zu einem Ionenauffänger (SEV) 20 geleitet wird.The in Fig. 1 has a total of 10 time-of-flight mass spectrometers, as shown schematically indicated, an ion source 12 and a steering device 14 for the ion bundle, which is attached to an ion mirror 16 is bent with grid plates 18 and passed to an ion collector (SEV) 20.

Die F i g. 2 und 3 zeigen nun wie die den Strahlengang faltenden, aus Lochblenden oder Rohren bestehenden Ionenspiegel Ri, R 2 usw. nebeneinander auf einer Geraden (Fig.2) bzw. auf einem Kreis (Fig.3) angeordnet sind. Allgemein muß jeder i. Spiegel hierbei so einstellbar sein, was unter elektronischer Steuerung elektrostatisch oder (elektro-)magnetisch vor sich gehen kann, daß das Ionenbündel auf die Mitte des folgenden (i + 1). Spiegels gelenkt wird. Im Falle von F i g. 2 heißt das, daß die Spiegel in den beiden Ebenen I und II jeweils linear und parallel so angeordnet sind, daß das Ionenbündel in einer Querebene hin- und herreflektiert wird, bis es zu dem Ionenauffänger 20 gelangt. Im Ausführungsbeispiel der Fig.3 sind die einzelnen lonenspiegel R 1, R 2 usw. in jeder der beiden Ebenen I, II jeweils auf einem Kreis angeordnet, so daß die entsprechende Hüllfläche ein Zylinder oder auch ein Kegelmantel sein kann. Eine im wesentlichen parallele Anordnung sämtlicher lonenspiegel ist auch in diesem Falle möglich, indem man eine Drückelektrode 22 zwischenschaltet, welche das lonenbündel bei jedem Durchgang etwas in Richtung auf die Mitte der Gesamtanordnung ablenkt.The F i g. 2 and 3 now show how the ion mirrors Ri, R 2 , etc., which fold the beam path and consist of perforated diaphragms or tubes, are arranged next to one another on a straight line (FIG. 2) or on a circle (FIG. 3). Generally everyone must i. The mirror can be set in such a way that, under electronic control, this can happen electrostatically or (electro-) magnetically, so that the ion beam hits the center of the following (i + 1). Mirror is steered. In the case of FIG. 2 this means that the mirrors in the two planes I and II are each arranged linearly and parallel in such a way that the ion beam is reflected back and forth in a transverse plane until it reaches the ion collector 20. In the exemplary embodiment in FIG. 3, the individual ion mirrors R 1, R 2, etc. are arranged on a circle in each of the two planes I, II, so that the corresponding envelope surface can be a cylinder or a conical surface. An essentially parallel arrangement of all ion mirrors is also possible in this case by interposing a push electrode 22 which deflects the ion beam somewhat towards the center of the overall arrangement with each passage.

Man erkennt, daß die Anordnungen nach F i g. 2 und 3 die Baulänge, welche im wesentlichen L entspricht, unter Zuhilfenahme von MIonenspiegeln (N + l)mal als Ionenlaufstrecke ausnutzen.It can be seen that the arrangements according to FIG. 2 and 3 use the overall length, which essentially corresponds to L , with the aid of ion mirrors (N + 1) times as the ion path.

Man kann jedoch auch gemäß F i g. 4 den Ionenstrahl N mal zwischen zwei lonenspiegeln Ri, R 2 pendeln lassen. Hierbei sind dann Vorkehrungen zu treffen, das lonenpaket in diese Strecke (=* L) zwischen den beiden Spiegeln Al, R2 einzuschleusen sowie es letztlich wieder auszuschleusen. In einem System nach Fig.4 können die lonenspiegeipotentiale durch geeignete Steuerung gepulst werden, statt kontinuierlich anzuliegen. Zum Beispiel kann das lonenpaket den Spiegel R 1 zuerst geerdet, d. h. ohne Einfluß, vorfinden, während der Spiegel R 2 die Ionen reflektiert. Das vom Spiegel R 2 rücklaufende lonenpaket wird sodann von dem inzwischen eingeschalteten Spiegel R 1 zurückgeworfen. Nach N maligem Durchlaufen der Strecke zwischen den Spiegeln R 1 und R 2 sorgt die elektronische Steuerung dafür, daß die Ionen beim (N + 1). Anflug auf den Spiegel R 2 diesen geerdet, d. h. ohne Einfluß, vorfinden.However, according to FIG. 4 let the ion beam oscillate N times between two ion mirrors Ri, R 2. In this case, precautions must then be taken to smuggle the ion packet into this path (= * L) between the two mirrors A1, R2 and ultimately to discharge it again. In a system according to FIG. 4, the ion mirror potentials can be pulsed by suitable control instead of being applied continuously. For example, the ion packet can find the mirror R 1 grounded first, ie without any influence, while the mirror R 2 reflects the ions. The ion packet returning from mirror R 2 is then returned by mirror R 1 , which has been switched on in the meantime. After passing through the path between the mirrors R 1 and R 2 N times, the electronic control ensures that the ions at (N + 1). Approach mirror R 2 to find it grounded, ie without influence.

Daher können sie austreten und den lonen-SEV 20 erreichen. Therefore, they can exit and reach the ion SEV 20.

Im System nach F i g. 5 werden elektronisch kurzzeitig kippbare Spiegel Ri, R 2 usw. eingesetzt, in denen die Potentialverteilung kurzfristig so gesteuert wird, daßIn the system according to FIG. 5 electronically briefly tiltable mirrors Ri, R 2 , etc. are used, in which the potential distribution is briefly controlled so that

i" das lonenbündel unter einem anderen Winkel reflektiert wird als zuvor; im ersten Auffänger (lonen-SEV) 20 kann man ein mäßig hoch aufgelöstes Laufzeit-Massenspektrum registrieren. Kippt nun der Spiegel R1 kurzzeitig, so gelangt das lonenbündel zum Spiegel R 2. i "the lonenbündel is reflected at a different angle than before the first receiver (ion SEV) 20 can be a moderately high-resolution time-of-mass spectrum register toggle now the mirror R 1 for a short time, thus enters the lonenbündel to the mirror R 2..

Dieser steht während des Durchlaufs des Ionenpakets so gekippt, daß er den Ionenstrahl auf den Spiegel R 3 lenkt; anschließend klappt der Spiegel R 2 zurück und das lonenpaket wird N mal zwischen den Spiegeln R 2 und R 3 hin- und herreflektiert, bis durch kurzesDuring the passage of the ion packet, the latter is tilted in such a way that it directs the ion beam onto the mirror R 3; then the mirror R 2 folds back and the ion packet is reflected back and forth N times between the mirrors R 2 and R 3 , until a short time

:n Schwenken des Spiegels A3 das lonenbündel auf den zweiten Auffänger 20' gelenkt wird. Dort wird daher ein kleiner Bereich von lonenmassen, die aus dem im ersten Auffänger 20 registrierten Massenspektrum ausgeblendet worden waren, mit hoher Massenauflösung registriert. Derartige Strahlkippungen können von (nicht gezeigten) zusätzlichen, z. B. elektrostatischen oder magnetischen Kippelementen, durchgeführt werden.: n Pivoting the mirror A3 onto the ion beam second catcher 20 'is steered. There is therefore a small range of ionic masses from that in the first Receivers 20 registered mass spectrum had been masked out, registered with high mass resolution. Such beam tilts can of (not shown) additional, z. B. electrostatic or magnetic tilting elements.

In einem Laufzeit-Massenspektrometer steigt einerseits die Massenauflösung, wenn die Ionenpulslänge abnimmt. Andererseits sinkt üblicherweise die lonenintensität mit abnehmender Ionenpulslänge. Eine hohe Massenauflösung läßt sich mit hoher Intensität dadurch erreichen, daß man zwischen Ionenquelle und Beginn der Laufstrecke (Länge L) eine weitere Flugstrecke der Länge D vorsieht (F i g. 4 und 5). Wenn nun zu Beginn eines lonenpulses die Quelle Ionen niedrigerer Energie emittiert, als zu einem späteren Zeitpunkt, so können bei passender Bemessung bzw. Steuerung die schnelleren Ionen die langsameren, früher gestarteten jeweils am Punkt E einholen. Dort entsteht daher ohne Ionenstromverlust ein wesentlich kürzerer lonenpuls mit relativ großer Energiebreite. In der Technik der Teilchenbeschleuniger bezeichnet man diesen Vorgang als Ionen-Bunching.In a transit time mass spectrometer, on the one hand, the mass resolution increases when the ion pulse length decreases. On the other hand, the ion intensity usually decreases as the ion pulse length decreases. A high mass resolution can be achieved with high intensity by providing a further flight path of length D between the ion source and the start of the path (length L) (FIGS. 4 and 5). If the source now emits ions of lower energy at the beginning of an ion pulse than at a later point in time, the faster ions can catch up with the slower ions that started earlier at point E, given the appropriate dimensioning or control. A significantly shorter ion pulse with a relatively large energy width is therefore created there without any loss of ion current. In particle accelerator technology, this process is known as ion bunching.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 4 und 5 sind Mittel zur Realisierung des lonen-Bunchings vorgesehen. Maßgeblich dafür ist eine solche Bemessung und Steuerung, daß an dem hinter der Ionenquelle 12 liegenden Einholpunkt E (F ig. 4) bzw. £1 (Fig. 5)In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 are means for realizing ion bunching intended. The decisive factor for this is such a dimensioning and control that on the one behind the ion source 12 lying recovery point E (Fig. 4) or £ 1 (Fig. 5)

μ später gestartete Ionen von höherer Energie andere, früher auf die Bahn gebrachte Ionen gleicher Masse, jedoch niedrigerer Energie, eingeholt haben. Die aus (nicht dargestellten) Lochblenden oder Rohren aufgebauten lonenspiegel Ri, R 2 usw. haben eine derartige fokussierende Wirkung, daß an einem zweiten Einholpunkt £2 am Ionenauffänger 20 (bzw. an einem N ten Einholpunkl Ev am Ionenauffänger 20') ngebunchte« Ionen eintreffen. Diese Anordnung gewährleistet dank der Vorschaltstrecke D (zwischen der Ionenquelle 14μ ions of higher energy started later have overtaken other ions of the same mass but lower energy that were brought onto the orbit earlier. The ion mirrors R 1, R 2 , etc., made up of perforated diaphragms or tubes (not shown) have such a focusing effect that ions are bunched at a second recovery point E 2 on the ion collector 20 (or at an N th recovery point Ev on the ion collector 20 ') arrive. Thanks to the intermediate distance D (between the ion source 14

w und dem ersten Einholpunkt £1), daß die Gesamtflugzeit auf der anschließenden Strecke L nur von der Ionenmasse, nicht jedoch von der Ionenenergie abnängt, so daß am Auffänger für Ionen einer einzigen Masse minimal kurze lonenimpulse entstehen. Es läßtw and the first recovery point £ 1) that the total flight time on the subsequent distance L only depends on the ion mass, but not on the ion energy, so that minimally short ion impulses arise at the catcher for ions of a single mass. It leaves

b5 sich auch erreichen, daß der erste Einholpunkt nach demjenigen, der sich um die Strecke D hinter der Ionenquelle 14 befindet, erst am Ionenauffänger 20 bzw. 20' liegt. b5 it can also be achieved that the first recovery point after the one located behind the ion source 14 by the distance D is only at the ion collector 20 or 20 '.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Laufzeit-Massenspektromeier mit einer Ionenquelle sowie fokussierenden Ionenspiegeln, bei detn, ausgehend von einem Startort, Ionen verschiedener Massen und Energien im wesentlichen gleichzeitig startend auf eine Flugstrecke gebracht werden, an deren Ende ein Ionenauffänger steht, wobei die Ionenspiegel die Flugstrecke derart mehrfach abknicken, daß die lonenflugzeit zwischen Startort und Ionenauffänger von der Ionenenergie unabhängig ist und daß die Ionen vom Startort auf den Ionenauffänger räumlich fokussiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ionenspiegel (RX, R 2 usw.) mit unterschiedlichen Potentialen beaufschlagte Lochblenden oder Rohre aufweist, die kugelähnliche Äquipotentiallinien erzeugen. 1. Time-of-flight mass spectrometry with an ion source and focussing ion mirrors, at detn, starting from a starting point, ions of different masses and energies are brought essentially simultaneously starting onto a flight path, at the end of which there is an ion collector, the ion mirrors bending the flight path in this way several times that the ion flight time between the starting point and the ion collector is independent of the ion energy and that the ions from the starting point are spatially focused on the ion collector, characterized in that each ion mirror (RX, R 2 , etc.) has apertured diaphragms or tubes which have different potentials applied to them Generate spherical equipotential lines. 2. Laufzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblenden oder Rohre an einer Stelle, die von Ionen nicht mehr erreicht wird, durch Gitter abgeschlossen sind.2. Time-of-flight mass spectrometer according to claim 1, characterized in that the pinhole or Pipes are closed off by grids at a point that can no longer be reached by ions. 3. Laufzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Brennweite der Ionenspiegel (R 1, R 2 usw.) halb so groß wie deren Abstände ist.3. Time-of-flight mass spectrometer according to claim 1 or 2, characterized in that the spatial focal length of the ion mirrors (R 1, R 2, etc.) is half as large as their distances. 4. Laufzeit-Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Lochblenden oder Rohre der Ionenspiegel als Einzellinse geschaltet sind.4. Time of flight mass spectrometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Input or output side perforated diaphragms or tubes of the ion mirrors as single lenses are switched. 5. Laufzeit-Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ionenspiegeln, die die lonenflugbahn in sich selbst reflektieren, das Potential der Lochblenden oder Rohre eines lonenspiegels kurzzeitig geändert wird, so daß die Ionen zur Ein- bzw. Ausschleusung hindurchtreten können.5. transit time mass spectrometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that at Ion mirrors that reflect the ion trajectory in themselves, the potential of the pinhole or Tubes of an ion mirror is briefly changed, so that the ions are introduced and discharged can pass through. 6. Laufzeit-Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der *o Ablenkwinkel der lonenspiegel zur Ein- bzw. Ausschleusung kurzzeitig veränderbar ist.6. Time-of-flight mass spectrometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the * o The deflection angle of the ion mirror can be changed for a short time for the introduction or discharge.
DE19803025764 1980-07-08 1980-07-08 Time of flight mass spectrometer Expired DE3025764C2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803025764 DE3025764C2 (en) 1980-07-08 1980-07-08 Time of flight mass spectrometer
JP56101388A JPS5744953A (en) 1980-07-08 1981-07-01 Flying time type mass analyzer
GB8120809A GB2080021B (en) 1980-07-08 1981-07-06 Time-of-flight mass spectrometer
FR8113421A FR2486713B1 (en) 1980-07-08 1981-07-08 TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803025764 DE3025764C2 (en) 1980-07-08 1980-07-08 Time of flight mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3025764A1 DE3025764A1 (en) 1982-01-28
DE3025764C2 true DE3025764C2 (en) 1984-04-19

Family

ID=6106638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803025764 Expired DE3025764C2 (en) 1980-07-08 1980-07-08 Time of flight mass spectrometer

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5744953A (en)
DE (1) DE3025764C2 (en)
FR (1) FR2486713B1 (en)
GB (1) GB2080021B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10116536A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-17 Wollnik Hermann Flight time mass spectrometer has significantly greater ion energy on substantially rotation symmetrical electrostatic accelerating lens axis near central electrodes than for rest of flight path
GB202115379D0 (en) 2021-10-26 2021-12-08 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Method for correcting mass spectral data

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2548448B1 (en) * 1983-06-28 1986-04-25 Inst Nat Sciences Appliq ELECTROSTATIC TIME OF FLIGHT FOCUSING MIRROR OF CHARGED PARTICLES AND ITS APPLICATION TO MASS SPECTROMETRY
DE3524536A1 (en) * 1985-07-10 1987-01-22 Bruker Analytische Messtechnik FLIGHT TIME MASS SPECTROMETER WITH AN ION REFLECTOR
GB8915972D0 (en) * 1989-07-12 1989-08-31 Kratos Analytical Ltd An ion mirror for a time-of-flight mass spectrometer
US6002127A (en) * 1995-05-19 1999-12-14 Perseptive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules
DE10005698B4 (en) 2000-02-09 2007-03-01 Bruker Daltonik Gmbh Gridless reflector time-of-flight mass spectrometer for orthogonal ion injection
US6570152B1 (en) * 2000-03-03 2003-05-27 Micromass Limited Time of flight mass spectrometer with selectable drift length
US6744042B2 (en) * 2001-06-18 2004-06-01 Yeda Research And Development Co., Ltd. Ion trapping
US6933497B2 (en) * 2002-12-20 2005-08-23 Per Septive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass analyzer with multiple flight paths
GB2403063A (en) * 2003-06-21 2004-12-22 Anatoli Nicolai Verentchikov Time of flight mass spectrometer employing a plurality of lenses focussing an ion beam in shift direction
US7385187B2 (en) 2003-06-21 2008-06-10 Leco Corporation Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer and method of use
DE102004045315A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. Time of Flight Mass Spectrometer
US7351958B2 (en) 2005-01-24 2008-04-01 Applera Corporation Ion optics systems
GB0513047D0 (en) * 2005-06-27 2005-08-03 Thermo Finnigan Llc Electronic ion trap
GB0607542D0 (en) 2006-04-13 2006-05-24 Thermo Finnigan Llc Mass spectrometer
DE112007000931B4 (en) 2006-04-13 2014-05-22 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Ion energy dissipation reduction for a mass spectrometer
GB0620398D0 (en) * 2006-10-13 2006-11-22 Shimadzu Corp Multi-reflecting time-of-flight mass analyser and a time-of-flight mass spectrometer including the time-of-flight mass analyser
GB0622689D0 (en) 2006-11-14 2006-12-27 Thermo Electron Bremen Gmbh Method of operating a multi-reflection ion trap
GB0624677D0 (en) * 2006-12-11 2007-01-17 Shimadzu Corp A co-axial time-of-flight mass spectrometer
JP5259169B2 (en) 2007-01-10 2013-08-07 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometer and method
GB0712252D0 (en) 2007-06-22 2007-08-01 Shimadzu Corp A multi-reflecting ion optical device
JP2009094020A (en) * 2007-10-12 2009-04-30 Topcon Corp Charged particle beam reflecting apparatus and electron microscope
GB2455977A (en) * 2007-12-21 2009-07-01 Thermo Fisher Scient Multi-reflectron time-of-flight mass spectrometer
JP5628165B2 (en) 2008-07-16 2014-11-19 レコ コーポレイションLeco Corporation Quasi-planar multiple reflection time-of-flight mass spectrometer
CN101752179A (en) 2008-12-22 2010-06-23 岛津分析技术研发(上海)有限公司 Mass spectrum analyzer
GB2470600B (en) 2009-05-29 2012-06-13 Thermo Fisher Scient Bremen Charged particle analysers and methods of separating charged particles
GB2470599B (en) 2009-05-29 2014-04-02 Thermo Fisher Scient Bremen Charged particle analysers and methods of separating charged particles
US20110168880A1 (en) 2010-01-13 2011-07-14 Agilent Technologies, Inc. Time-of-flight mass spectrometer with curved ion mirrors
GB2476964A (en) 2010-01-15 2011-07-20 Anatoly Verenchikov Electrostatic trap mass spectrometer
GB2478300A (en) 2010-03-02 2011-09-07 Anatoly Verenchikov A planar multi-reflection time-of-flight mass spectrometer
JP2011210698A (en) 2010-03-11 2011-10-20 Jeol Ltd Tandem time-of-flight mass spectrometer
JP5555582B2 (en) 2010-09-22 2014-07-23 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometry and apparatus
JP2012084299A (en) 2010-10-08 2012-04-26 Jeol Ltd Tandem time-of-flight mass spectrometer
GB201022050D0 (en) * 2010-12-29 2011-02-02 Verenchikov Anatoly Electrostatic trap mass spectrometer with improved ion injection
JP2012243667A (en) 2011-05-23 2012-12-10 Jeol Ltd Device and method for time-of-flight mass spectrometry
GB2495899B (en) * 2011-07-04 2018-05-16 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Identification of samples using a multi pass or multi reflection time of flight mass spectrometer
GB2495127B (en) 2011-09-30 2016-10-19 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh Method and apparatus for mass spectrometry
GB201118279D0 (en) 2011-10-21 2011-12-07 Shimadzu Corp Mass analyser, mass spectrometer and associated methods
DE112012004503B4 (en) 2011-10-28 2018-09-20 Leco Corporation Electrostatic ion mirrors
GB201201405D0 (en) 2012-01-27 2012-03-14 Thermo Fisher Scient Bremen Multi-reflection mass spectrometer
GB201201403D0 (en) 2012-01-27 2012-03-14 Thermo Fisher Scient Bremen Multi-reflection mass spectrometer
JP5972651B2 (en) 2012-04-25 2016-08-17 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometer
JP5972662B2 (en) 2012-05-15 2016-08-17 日本電子株式会社 Tandem time-of-flight mass spectrometer
WO2013192161A2 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 Leco Corporation Tandem time-of-flight mass spectrometry with non-uniform sampling
JP5993677B2 (en) 2012-09-14 2016-09-14 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometer and control method of time-of-flight mass spectrometer
GB2521566B (en) * 2012-11-09 2016-04-13 Leco Corp Cylindrical multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer
JP6321132B2 (en) 2013-03-14 2018-05-09 レコ コーポレイションLeco Corporation Multiple reflection mass spectrometer
WO2016064398A1 (en) 2014-10-23 2016-04-28 Leco Corporation A multi-reflecting time-of-flight analyzer
GB201507363D0 (en) 2015-04-30 2015-06-17 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Multi-reflecting TOF mass spectrometer
GB201520130D0 (en) 2015-11-16 2015-12-30 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Imaging mass spectrometer
GB201520134D0 (en) 2015-11-16 2015-12-30 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Imaging mass spectrometer
GB201520540D0 (en) 2015-11-23 2016-01-06 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Improved ion mirror and ion-optical lens for imaging
GB201613988D0 (en) 2016-08-16 2016-09-28 Micromass Uk Ltd And Leco Corp Mass analyser having extended flight path
GB2555609B (en) 2016-11-04 2019-06-12 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Multi-reflection mass spectrometer with deceleration stage
GB2567794B (en) 2017-05-05 2023-03-08 Micromass Ltd Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometers
GB2563571B (en) 2017-05-26 2023-05-24 Micromass Ltd Time of flight mass analyser with spatial focussing
GB2563077A (en) 2017-06-02 2018-12-05 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Mass error correction due to thermal drift in a time of flight mass spectrometer
GB2563604B (en) 2017-06-20 2021-03-10 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Mass spectrometer and method for time-of-flight mass spectrometry
WO2019030472A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Ion mirror for multi-reflecting mass spectrometers
WO2019030471A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Ion guide within pulsed converters
US11205568B2 (en) 2017-08-06 2021-12-21 Micromass Uk Limited Ion injection into multi-pass mass spectrometers
WO2019030473A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Fields for multi-reflecting tof ms
US11817303B2 (en) 2017-08-06 2023-11-14 Micromass Uk Limited Accelerator for multi-pass mass spectrometers
WO2019030475A1 (en) 2017-08-06 2019-02-14 Anatoly Verenchikov Multi-pass mass spectrometer
US11295944B2 (en) 2017-08-06 2022-04-05 Micromass Uk Limited Printed circuit ion mirror with compensation
GB201806507D0 (en) 2018-04-20 2018-06-06 Verenchikov Anatoly Gridless ion mirrors with smooth fields
GB201807626D0 (en) 2018-05-10 2018-06-27 Micromass Ltd Multi-reflecting time of flight mass analyser
GB201807605D0 (en) 2018-05-10 2018-06-27 Micromass Ltd Multi-reflecting time of flight mass analyser
GB201808530D0 (en) 2018-05-24 2018-07-11 Verenchikov Anatoly TOF MS detection system with improved dynamic range
GB201810573D0 (en) 2018-06-28 2018-08-15 Verenchikov Anatoly Multi-pass mass spectrometer with improved duty cycle
GB201901411D0 (en) 2019-02-01 2019-03-20 Micromass Ltd Electrode assembly for mass spectrometer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745337A (en) * 1971-05-12 1973-07-10 Jeol Ltd Apparatus for separating charged particles according to their respective ranges
US3727047A (en) * 1971-07-22 1973-04-10 Avco Corp Time of flight mass spectrometer comprising a reflecting means which equalizes time of flight of ions having same mass to charge ratio

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10116536A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-17 Wollnik Hermann Flight time mass spectrometer has significantly greater ion energy on substantially rotation symmetrical electrostatic accelerating lens axis near central electrodes than for rest of flight path
GB202115379D0 (en) 2021-10-26 2021-12-08 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Method for correcting mass spectral data
DE102022126982A1 (en) 2021-10-26 2023-04-27 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Procedure for correcting mass spectral data
GB2612574A (en) 2021-10-26 2023-05-10 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Method for correcting mass spectral data

Also Published As

Publication number Publication date
GB2080021A (en) 1982-01-27
JPS5744953A (en) 1982-03-13
GB2080021B (en) 1984-11-21
FR2486713B1 (en) 1985-07-05
FR2486713A1 (en) 1982-01-15
JPH0351053B2 (en) 1991-08-05
DE3025764A1 (en) 1982-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3025764C2 (en) Time of flight mass spectrometer
DE856183C (en) Electron discharge device like the traveling wave tube
DE10248814B4 (en) High resolution time-of-flight mass spectrometer of small design
DE112013006811B4 (en) Multi-reflective time-of-flight mass spectrometer
DE3914838C2 (en)
DE19523859A1 (en) Method and device for the reflection of charged particles
DE10116536A1 (en) Flight time mass spectrometer has significantly greater ion energy on substantially rotation symmetrical electrostatic accelerating lens axis near central electrodes than for rest of flight path
DE3842044A1 (en) FLIGHT TIME (MASS) SPECTROMETER WITH HIGH RESOLUTION AND TRANSMISSION
DE810791C (en) Discharge tubes with a bundled stream of electrically charged particles
DE1937482B2 (en) Microbeam probe
DE3231036C2 (en)
DE2018297A1 (en) Method and device for generating mass spectra
DE2556694A1 (en) ELECTRON SPINNER
DE1123775B (en) Electrostatic focusing arrangement for the bundled guidance of the electron beam of a running field tube
EP0378648B1 (en) Icr ion trap
DE102013015046A1 (en) Imaging mass spectrometer for analyzing position and intensity distributions of track links, has voltage control part controlling voltage applied to electrode such that lens effect of lens system increases with time over time period
DE2719725A1 (en) EQUIPMENT FOR ELECTRON BEAM HEATING OF MATERIALS
DE2533347C3 (en) Magnetic reflector
DE2808119C2 (en)
DE1614386C3 (en) Double beam electron beam tubes with magnetic focusing field
EP0632482A2 (en) Gas phase ion source for high mass resolution, wide mass range time-of-flight mass spectrometer
DE2539161C2 (en) mass spectrometry
DE102012203150B4 (en) MASS SPECTROMETER AND MASS ANALYZER THAT HAS AN IMPULSE DEVICE
DE1614742C3 (en) Acceleration tube for a multi-stage electrostatic straight line accelerator for accelerating charge carrier beams
DE1498646C (en) Ion microanalysis device

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee