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真空科学与技术学报2025年第08期:射频电源电参数对四极质谱计性能影响理论分析与仿真验证

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李星言;成永军;冯天佑;孙雯君;陈联;王星辉;赵澜;

单位:兰州空间技术物理研究所真空技术与物理全国重点实验室;西北民族大学电气工程学院;

摘要:四极质谱计在各行业的需求量不断加大,中国也逐步开始高精度四极质谱计研究,因此对射频电源性能提出更高要求。基于四极电场以及电参数影响因素理论,使用离子光学仿真软件SIMION针对不同电参数对电场运动以及离子轨迹进行了建模与仿真分析。仿真分析结果表明,在给定的仿真参数下,增大偏置电压可以减小离子入射能量,从而对分辨率有一定改善,但由于大质量数离子受边缘场影响更大,因此大质量数离子通过率下降明显;增大电源频率可以提高四极质谱计分辨率,但会使得仪器灵敏度变差,同时高频会使得对应电压升高,增加电源的制造难度;提高直交比会减小离子通过率,提高分辨率,但在同一直交比下由于稳定区域的非线性,使得大质量数分辨率相对小质量数会明显变差,实际生产中可能需考虑不同的直交比来达到要求。以上结果为射频电源研制与使用提供了理论支撑。

关键词:四极滤质器;;射频电源电参数;;SIMION仿真;;离子通过率;;分辨率

基金资助:甘肃省首席科学家负责制项目(23ZDKA016)