DE3700337A1 - Verfahren und vorrichtung zum ionisieren der in einem quistor enthaltenen probensubstanz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ionisieren der in einem Quistor enthaltenen Probensubstanz durch die Einwir­ kung eines Teilchenstrahles.

In dem Buch von Peter H. Dawson: "Quadrupole Mass Spectro­ metry and its applications", Amsterdam-Oxford-New York 1976, ist auf Seite 183 die Möglichkeit erwähnt, die Ionen entwe­ der innerhalb der von einem Quistor gebildeten Falle durch Elektronenbeschuß oder durch Photoionisation zu erzeugen oder aber von außen zu injizieren. Bei den in diesem Buch behandelten Ausführungsformen von Quistoranordnungen findet jedoch ausschließlich die Ionisation der im Quistor enthal­ tenen Probensubstanz durch Beschuß mit einem Elektronen­ strahl statt. Der Grund mag darin liegen, daß die Energie von Photonen nicht ausreicht, um durch Einstrahlen von Licht eine ausreichende Menge der Moleküle der sich im Quistor enthaltenen Gasmenge anzuregen.

Die allgemein übliche Ionisation der Probensubstanz mittels eines Elektronenstrahles, wie sie beispielsweise auch in der EP-OS 01 13 207 beschrieben ist, hat den Nachteil, daß sie in einem ausgedehnten Volumenbereich der vom Quistor gebil­ deten Kammer stattfindet, mit dem Ergebnis, daß die Ionen an Orten und zu Zeiten sehr verschiedenen elektrischen Poten­ tials gebildet werden und daher sehr unterschiedliche An­ fangsenergien erhalten. Die dadurch bedingte starke Energie­ verteilung beeinträchtigt erheblich das Auflösungsvermögen des von dem Quistor gebildeten Massenspektrometers. Zwar ist in der genannten Entgegenhaltung bereits die Maßnahme be­ schrieben, das auf die starke Energieverteilung zurückzufüh­ rende, begrenzte Auflösungsvermögen dadurch zu verbessern, daß dem Quistor ein leichtes Stoßgas zum Energieausgleich zugeführt wird, jedoch wird hierdurch die Empfindlichkeit der mittels des Quistors durchzuführenden Massenspektrosko­ pie beeinträchtigt, so daß eine auf diese Weise erzielbare Verbesserung des Auflösungsvermögens sehr beschränkt ist. Außerdem hat das Zuführen eines Gases zum Energieausgleich weitere Komplikationen bei der Spektroskopie sowie auch bezüglich des Aufbaues der Meßvorrichtung zur Folge.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Auflösungsvermögen der unter Verwendung eines Quistors durchgeführten Massenspektroskopie zu verbessern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Substanz dem Quistor als Molekularstrahl zugeführt und der Teilchenstrahl auf einen sich innerhalb des Quistors befindenden Abschnitt des Molekularstrahles fokussiert wird.

Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist von besonderer Bedeutung, daß der zur Ionisation dienende Teil­ chenstrahl nicht einfach in die von dem Quistor gebildete Kammer geleitet wird, die mit der zu untersuchenden Proben­ substanz angefüllt ist, sondern daß die Probensubstanz dem Quistor als Molekularstrahl zugeführt wird und der Teil­ chenstrahl auf den Molekularstrahl fokussiert wird. In dem Molekularstrahl befindet sich die Probensubstanz in hoher Dichte und es trifft der Teilchenstrahl den Molekularstrahl wegen der scharfen Fokussierung mit hoher Teilchendichte, mit dem Ergebnis, daß hier eine sehr wirksame Ionisation der Probensubstanz stattfindet. Die Anregung auf einem Abschnitt des Molekularstrahles hat als weiteres Ergebnis, daß die Anregung in einem räumlich und zeitlich sehr eng begrenzten Bereich stattfindet, so daß sich alle Teilchen auf dem gleichen Potential befinden und beim Ionisieren Teilchen alle im wesentlichen die gleiche Anfangsenergie erhalten. Die Verteilung der Anfangsenergien ist demnach bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr gering, was zu dem gewünschten Ergebnis eines sehr hohen Auflösungsvermögens führt. Damit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auf überraschend einfache Weise eine bedeutende Erhöhung des Auflösungsvermögens von Quistor-Massenspektrometern.

Wie die vorstehenden Ausführungen erkennen lassen, hängt die Erhöhung des Auflösungsvermögens davon ab, in welchem Ausmaß es gelingt, die Anregung auf ein kleines Volumenelement sowie auch auf eine kurze Zeit zu beschränken, um die Ent­ stehung der Ionen auf einen räumlichen und zeitlichen Be­ reich möglichst konstanten Potentials zu beschränken. Dabei wird es darauf ankommen, in einem kleinen Volumen auch die notwendige Moleküldichte und Teilchendichte zu erzeugen, die eine Anzahl ionisierter Moleküle der Probensubstanz ergibt, welche für die Erzeugung eines Ausgangssignales mit einer für die Auswertung ausreichenden Intensität genügt. So sieht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens vor, daß der Teilchenstrahl an der den Molekular­ strahl schneidenden Stelle auf einen Durchmesser von etwa 0,1 mm fokussiert wird. Um in dem Molekularstrahl eine ausreichend hohe Teilchendichte zu haben, kann er als Über­ schallstrahl erzeugt werden, dessen Durchmesser an der von dem Laserstrahl geschnittenen Stelle etwa 0,5 mm beträgt. Auf diese Weise sind die ionisierten Moleküle auf ein aus­ reichend kleines Volumenelement beschränkt. Die Möglichkeit, einen Molekularstrahl von nur etwa 0,5 mm Durchmesser zu erzeugen ergibt sich aus der Tatsache, daß die Temperatur in einem Überschallstrahl nur wenige Kelvin beträgt, so daß die thermische Bewegung der Moleküle nur äußerst gering ist und der Strahl nach dem Austritt aus der Düse, durch die ihm Überschallgeschwindigkeit erteilt wird, keine nennenswerte Divergenz hat. Trotzdem ist in einem solchen Strahl die Dichte der Teilchen sehr hoch, so daß innerhalb des Strahles ein Druck in der Größenordnung von 1 hPa herrschen kann, auch wenn insgesamt in der Zelle ein Druck herrscht, der im Bereich von Millipascal liegt.

Wie bereits erwähnt, ist für eine Ionisation mit möglichst geringer Energieverteilung auch die Zeitdauer der Ionisation von Bedeutung. Diese Zeitdauer der Ionisation kann sehr kurz gehalten werden, da sich Teilchenstrahlen sehr gut pulsen lassen. So sieht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß der Teilchenstrahl gepulst ist und seine Impulse eine Dauer von weniger als 10 ns aufweisen. Dabei kann auch der Molekularstrahl gepulst sein, so daß in den Quistor keine unnötig große Menge an Molekülen gelangt, die durch Vakuumpumpen wieder eliminiert werden müssen. Dabei wird vorzugsweise die Dauer des Molekularstrahles auf weni­ ger als 100 µs beschränkt. Bevorzugt werden Pulszeiten von etwa 10 bis 50 µs. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß es keine Schwierigkeiten bedeuten kann, einen Teilchenstrahl­ impuls von höchstens 10 ns Dauer zum Auftreten eines Moleku­ larstrahlimpulses von mindestens 10 µs Dauer so zu synchro­ nisieren, daß der durch diesen Impuls erzeugte Abschnitt eines Molekularstrahles von dem Teilchenstrahlimpuls voll getroffen wird. Dabei besteht dann die weitere Möglichkeit, die Teilchenstrahlimpulse zu der Frequenz des HF-Feldes zu synchronisieren, das an den Quistor in bekannter Weise angelegt ist, um die Ionen in der von dem Quistor gebildeten Falle zu halten bzw. durch Verändern der Amplitude des HF-Feldes selektiv zu eliminieren. Durch Synchronisieren der Ionisation zur Frequenz des HF-Feldes erhält man phasenglei­ che Ionenpakete, die es gestatten, zum Aufzeichnen des Massenspektrums das Ausgangssignal des Quistors einer Fourier-Transformation zu unterwerfen. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ähnliche Auswertungsmethoden durch Fourier-Transformation wie sie bei der Ionen-Cyclo­ tron-Resonanz (ICH), Anwendung finden.

Ein Teilchenstrahl kann aus jeder beliebigen Art von Korpus­ keln bestehen, die sich zu einem Strahl formen lassen, aber insbesondere aus Elektronen und Ionen, aber auch aus neutra­ len Teilchen und insbesondere Photonen, die auch als Korpus­ keln aufgefaßt werden können. So sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß als Teilchenstrahl ein mittels eines Lasers erzeugter Photonenstrahl Verwendung findet. Dabei läßt sich die Ionisation mittels eines Laser­ strahles dadurch besonders wirksam gestalten, daß die Wel­ lenlänge des Lasers auf eine Absorptionslinie der anzuregen­ den Moleküle abgestimmt wird, so daß infolge der Überein­ stimmung der Energie der Laser-Photonen mit der zur Anregung der Moleküle benötigten Energie eine besonders wirksame Energieübertragung gewährleistet ist. Gleichzeitig kann auf diese Weise eine gewisse Selektion bei der Anregung erzielt werden, was beispielsweise dann von besonderer Bedeutung ist, wenn der Molekularstrahl unter Verwendung eines Träger­ gases gebildet wird, das möglichst keine Anregung erfahren soll. Für die selektive Anregung ist insbesondere die soge­ nannte "resonante Multi-Photonen-Ionisierung" von Vorteil, bei welcher die Moleküle durch Absorption eines ersten Photons zunächst in einen Zustand höherer Anregung gebracht, aber noch nicht ionisiert werden, während erst bei der Absorption eines oder mehrerer weiterer Photonen der Grenz­ wert der Ionisationsenergie überschritten wird und dann die Ionisierung stattfindet. Dabei ist eine Zwei-Photonen-Ioni­ sierung besonders vorteilhaft, weil sie sowohl bezüglich der Selektivität als auch der Effektivität der Ionisierung ein Optimum darstellt.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die einen Quistor aufweist. Nach der Erfindung ist der Quistor mit Einrichtungen zum Erzeugen und Einleiten eines Molekular­ strahles und eines den Molekularstrahl kreuzenden Teil­ chenstrahles versehen. Dabei sind die Einrichtungen vorteil­ haft so ausgebildet, daß der Molekularstrahl und/oder der Teilchenstrahl senkrecht zur Quistorachse gerichtet ist. unter "Quistorachse" ist hier die zur Ringelektrode des Quistors konzentrische Achse zu verstehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet nicht der Quistor selbst eine vakuumdichte Kammer, sondern er ist in einer Vakuumkammer angeordnet, in deren Wandungen sich ein System zum Einleiten und/oder Fokussieren des Teilchenstrahles und ein Düsensystem zur Erzeugung des Molekülstrahles befindet. Es genügt dann, in den Quistorwan­ dungen, also insbesondere in der Ringelektrode, die nötigen Öffnungen zum Durchtritt des Molekularstrahles und des Teilchenstrahles vorzusehen. Auch kann dann beispielsweise der Anschluß für eine Vakuumpumpe konzentrisch zu dem vom Düsensystem erzeugten Molekularstrahl angeordnet sein, so daß die nicht ionisierten, den Quistor verlassenden Teilchen des Molekularstrahles unmittelbar in die Vakuumpumpe gelan­ gen, die kinetische Energie dieser Teilchen also den Pump­ vorgang unterstützt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Einrichtung zum Erzeugen eines Teilchenstrahles von einem mittels eines Excimer-Laser gepumpten und vorzugsweise mit einem Frequenzverdoppler versehenen Farbstofflaser gebildet. Die Anwendung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Zwei-Photonen-Ionisierung stattfinden soll, bei welcher die Photonenenergie auf einen Resonanz-Übergang des zu ionisie­ renden Moleküls abgestimmt sein muß, weil es ein derart gepumpter Farbstofflaser erlaubt, durch Wahl des Farbstoffes sowie auch durch Frequenzvervielfachung und Mischung in einem vorgegebenen Bereich einen Laserstrahl mit beliebiger Wellenlänge zu erzeugen und damit auf den anzuregenden Resonanzübergang des Moleküls abzustimmen.

Die Verwendung eines Düsensystems zur Erzeugung des Moleku­ larstrahles erlaubt auf einfache Weise auch die Erzeugung von Strahlimpulsen, da es zu diesem Zweck genügt, das Düsen­ system mit einer ventilgesteuerten Gaszuführung zu versehen. Dabei könnte die Düse unmittelbar mit einem gesteuerten Verschlußkegel versehen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können dann die bei der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung vorhandenen Einrichtungen zum Erzeugen und Einleiten des Molekularstrahles und des Teilchenstrahles mit einer ge­ meinsamen Steuereinrichtung zum Tasten des Molekularstrahles und des Teilchenstrahles in Abhängigkeit von der Frequenz des HF-Feldes des Quistors gekoppelt sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben und erläutert. Die der Zeichnung und der Beschreibung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist ein Quistor, von dem in der Zeichnung nur die Ringelektrode 1 schematisch dargestellt ist, in einer evakuierbaren Kammer 2 angeordnet, die einen Anschluß 3 für eine nicht näher darge­ stellte Vakuumpumpe aufweist. Dem Anschluß 3 gegenüberlie­ gend befindet sich in der Wand der Kammer 2 eine Laval-Düse 4, die durch einen Ventilkegel 5 verschließbar ist, dessen Stellung durch eine Ventilsteuerung 6 bestimmt wird. Die Düse 4 ist mit einem Anschluß 7 für eine nicht näher darge­ stellte Gasquelle versehen, von der aus der Düse 4 ein Gasstrom zugeführt werden kann, der die zu untersuchende Substanz enthält, gegebenenfalls vermischt mit einem Träger­ gas. Die Ringelektrode 1 des Quistors weist mit der Strahl­ richtung der Düse 4 fluchtende Öffnungen 8, 9 auf, so daß ein von der Düse 4 erzeugter Molekularstrahl 10 die von dem Quistor gebildete Kammer 11 durchdringen und in den Anschluß 3 für die Vakuumpumpe eintreten kann. An der der Düse 4 benachbarten Eintritts-Öffnung 8 der Ringelektrode 1 ist ein Abstreifer 12 angeordnet.

Die Ringelektrode 1 weist zwei weitere, miteinander fluch­ tende Öffnungen 21, 22 auf, die gegenüber den Öffnungen 8, 9 für den Molekularstrahl 10 um 90° versetzt sind, so daß sie einen zum Weg des Molekularstrahles 10 senkrechten Weg definieren. Diese beiden Öffnungen erlauben den Durchtritt eines Laserstrahles 23 durch die von dem Quistor gebildete Kammer 11 in einer zum Molekularstrahl 10 senkrechten Rich­ tung, so daß dieser Laserstrahl 23 den Molekularstrahl 10 schneidet. Der Laserstrahl wird von einem außerhalb der Kammer 2 angeordneten Farbstofflaser 24 erzeugt und tritt in die Kammer 2 durch ein in deren Wand angeordnetes Linsensy­ stem 25 ein, durch welche der Laserstrahl 23 auf den Moleku­ larstrahl 10 fokussiert wird, so daß die gesamte Energie des Laserstrahles auf den Schnittpunkt 26 mit dem Molekular­ strahl 10 konzentriert ist. Der Laserstrahl tritt dann aus der Kammer 2 durch ein in deren Wand angeordnetes Fenster 27 wieder aus und trifft danach auf einen jenseits des Fensters angeordneten Energiemesser 28, der eine Überwachung von Intensität und Querschnittsform des Laserstrahles gestattet. Bei dem Laser 24 handelt es sich um einen Farbstofflaser mit Frequenzverdoppler, dem ein Excimer-Laser 29 als Pumplicht­ quelle zugeordnet ist.

Der Farbstofflaser 24 ist dazu eingerichtet, Impulse sehr kurzer Dauer zu erzeugen, deren Lichtwellenlänge durch Wahl des verwendeten Farbstoffes und Frequenzverdoppelung auf einen Wert im Bereich zwischen 230 und 640 nm eingestellt werden kann, was einer Photonenenergie von 5,39 bis 1,94 eV entspricht. Die Laser-Pulsdauer beträgt bei dem dargestell­ ten Ausführungsbeispiel 5 ns. Im Fokus 26 hat der Laser­ strahl einen Durchmesser von 0,1 mm. Im Hinblick auf die Erzeugung von Lichtimpulsen und die nach der Ionisation erforderlichen Meßvorgänge wird auch der Molekularstrahl mittels des Ventilkegels 5 und der Ventilsteuerung 6 geta­ stet. Es sind dabei Molekularstrahl-Impulse von nur 0,1 ms Dauer erzielbar. Eine Steuereinrichtung 30 dient dazu, die Laseranordnung 24, 29 und die Ventilsteuerung 6 so zu syn­ chronisieren, daß der Laserstrahl stets einen Abschnitt des gepulsten Molekularstrahles 10 trifft. Dabei wird vorzugs­ weise von einer resonanten 2-Photonen-Ionisation Gebrauch gemacht. Die Wellenlängen für resonante Multiphotonen-Ioni­ sation von Molekülen, die eine aromatische Gruppe aufweisen, liegen vorwiegend im Bereich zwischen 250 und 290 nm (4,96 bis 4,27 eV). Dabei wird für eine weiche Ionisation eine Peakleistungs-Dichte des Lasers von 10⁶ W/cm² benötigt, während eine harte Ionisation bei etwa 10⁸ W/cm² statt­ findet. Für eine nicht resonante Multiphotonen-Ionisation wird eine Peakleistungs-Dichte von 5×10⁸ W/cm² und mehr benötigt. Der Energiemesser 28 gestattet es, die Peaklei­ stungs-Dichte des Laserstrahles festzustellen und danach die Laseranordnung entsprechend einzustellen. Deshalb ist der Ausgang des Energiemessers 28 über eine Leitung 31 mit der Steuereinrichtung 30 verbunden. Endlich erlaubt es die Steuereinrichtung 30 auch, die Erzeugung des gepulsten Molekularstrahles und des gepulsten Laserstrahles zur Fre­ quenz der HF-Spannung zu synchronisieren, die von einem HF-Generator 32 über eine Leitung 33 der Ringelektrode 1 des Quistors zugeführt wird. Dabei ist die Leitung 33 mittels einer vakuumdichten Durchführung 34 durch die Wandung der Kammer 2 hindurchgeführt.

Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird durch die Laval-Düse 4 ein Überschall-Molekularstrahl er­ zeugt, der wegen der an der Düse 4 auftretenden, starken Entspannung eine sehr niedrige Temperatur hat, die im Be­ reich von 2 bis 3 K liegt. Demgemäß haben die Moleküle im Strahl eine nur sehr geringe Eigenbewegung, so daß der Strahl eine sehr geringe Divergenz hat und im Bereich des Schnittpunktes 26 mit dem Laserstrahl 23 ebenso wie dieser einen Durchmesser von nur etwa 0,5 mm aufweist. Weiterhin ist der Druck im Strahl noch relativ hoch und kann in der Größenordnung von 1 hPa liegen. Wegen der im Molekularstrahl herrschenden, großen Moleküldichte und der bei einer reso­ nanten Zweiphotonen-Ionisation erreichbaren, nahezu 100%igen Ionisation der vom Laserstrahl getroffenen Mole­ küle wird trotz der Tatsache, daß die Ionisation in einem Volumen von nur etwa 0,5 mm Durchmesser stattfindet, eine für die Bestimmung des Massenspektrums ausreichende Menge an Ionen erzeugt. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß alle Ionen aus einem derart kleinen Volumenelement stammen, das im Zentrum des Quistors gelegen ist, weil in diesem kleinen Volumenelement das im Quistor herrschende elektrische Feld praktisch homogen ist, so daß alle Moleküle bei ihrer Ent­ stehung dem gleichen Anfangsfeld ausgesetzt sind und daher auch in ihrem Resonanzverhalten völlig übereinstimmen. Das gleiche gilt auch bezüglich der sehr kurzen Anregungszeit, die mit der Dauer des Laserimpulses übereinstimmt und demge­ mäß nur etwa 5 ns beträgt. Während dieser Zeit erfährt das im Quistor herrschende HF-Feld praktisch keine zeitliche Änderung, so daß auch in dieser Hinsicht alle erzeugten Ionen den gleichen Anfangsbedingungen unterliegen. Daher führt das erfindungsgemäße Verfahren, das darin besteht, die Probensubstanz dem Quistor in Form eines Überschall-Moleku­ larstrahles zuzuführen und innerhalb des Quistors durch einen Laserimpuls zu ionisieren, zu einer bedeutenden Ver­ besserung des spektralen Auflösungsvermögens.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch noch darin, daß die Ionisation zur Frequenz des im Quistor erzeugten HF-Feldes synchronisiert werden kann, so daß auch bei aufeinanderfolgenden Ionisationen die er­ zeugten Ionen stets den gleichen Anfangsbedingungen ausge­ setzt sind. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, Messungen zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses zu wieder­ holen oder aber auch ähnlich wie bei der Ionen-Zyklotron-Re­ sonanz phasengleiche Ionenpakete zu erzeugen, welche Signale liefern, deren Spektralgehalt durch eine Fourier-Transforma­ tion bestimmt werden kann.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das ohnehin nur schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dem Fachmann viele Möglichkeiten zur Verfügung stehen, Quistoranordnungen so auszubilden, daß sie eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gestatten.

Claims (15)

1. Verfahren zum Ionisieren der in einem Quistor enthal­ tenen Probensubstanz durch die Einwirkung eines Teil­ chenstrahles, dadurch gekennzeichnet, daß die Probensubstanz dem Quistor als Molekularstrahl (10) zugeführt und der Teilchenstrahl (23) auf einen sich innerhalb des Quistors befindenden Abschnitt des Molekularstrahles fokussiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenstrahl (23) an der den Molekularstrahl (10) schneidenden Stelle (26) auf einen Durchmesser von etwa 0,1 mm fokussiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Molekularstrahl (10) ein Überschallstrahl verwendet wird, dessen Durchmesser an der von dem Laserstrahl (23) geschnittenen Stelle (26) etwa 0,5 mm beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Molekularstrahl (10) gepulst wird und seine Abschnitte eine Dauer von weniger als 0,1 ms, vorzugsweise 0,01 bis 0,5 ms, aufweisen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenstrahl (23) gepulst wird und seine Impulse eine Dauer von weniger als 10 ns, vorzugsweise von 5 ns, aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse des Teilchenstrahles (23) zur Frequenz des HF-Feldes des Quistors synchronisiert sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Teilchenstrahl ein insbesondere mittels eines Lasers erzeugter Photo­ nenstrahl verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Lasers (24, 29) auf eine Absorp­ tionslinie der anzuregenden Moleküle abgestimmt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierung als resonante Multi-Photonen-, insbe­ sondere als Zwei-Photonen-Ionisierung durchgeführt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehende Ansprüche mit einem Quistor, dadurch gekennzeichnet, daß der Quistor mit Einrichtungen zum Erzeugen und Einleiten eines Molekülstrahles (10) und eines den Molekülstrahl kreuzenden Teilchenstrahles (23) versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Molekularstrahl (10) und/oder der Teilchen­ strahl (23) senkrecht zur Quistorachse gerichtet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Quistor in einer evakuierbaren Kammer (2) befindet, in deren Wandungen sich ein System (25) zum Einleiten und/oder Fokussieren des Teilchenstrahles (23) und ein Düsensystem (4) zur Erzeugung des Molekularstrahles (10) befindet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Teilchenstrahles von einem mittels eines Exci­ mer-Lasers (29) gepumpten und vorzugsweise mit einem Frequenzverdoppler versehenen Farbstofflaser (24) gebildet wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Düsensystem (4) mit einer ventilge­ steuerten Gaszuführung (4, 6, 7) versehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeu­ gen und Einleiten des Molekularstrahles (10) und des Teilchenstrahles (23) mit einer gemeinsamen Steuer­ einrichtung (30) zum Takten des Molekularstrahles und des Teilchenstrahles in Abhängigkeit von der Frequenz des HF-Feldes des Quistors gekoppelt sind.