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8.4 能量狭缝与探测器的对准流程

能量狭缝(Energy Slit)装置由两根沿 X 轴独立驱动的条组成。能量窗口宽度 W 由两根条内侧边缘之间的距离决定。两根可动条通过相互绑定的参数进行控制:Position 和 Width。当改变能量狭缝位置时,两根条的位置以相同的步长同时移动;而当改变能量狭缝宽度 W 时,只移动对应高能量侧的那根能量狭缝条(外侧条)。能量狭缝预设同时包含能量狭缝的位置和宽度。

能量狭缝示意图,它由两根沿 X 轴独立驱动的条组成

能量狭缝通常用于限制离子的高能量,如下图所示。

显示能量狭缝限制离子高能量的示意图

使用 Scan All 工具设置 Energy Slit X

Section titled “使用 Scan All 工具设置 Energy Slit X”
  1. 选择能量分布宽度较窄的物种(二次正离子与负离子模式下为 ²⁸Si⁺/⁻,MCs ⁺ 模式下为 ¹³³Cs⁺)。

  2. 根据信号强度选择检测模式(EM 或 FC)。

  3. 点击 ‘Mass & Apertures’ 面板中的 Energy Slit 预设。

  4. 选择所需的能量狭缝宽度预设(例如:50eV)。

  5. 从 IMS 的 ‘Board’ 菜单打开 Scan All 软件。

IMS Board 菜单中的 Scan All
  1. 如下所示选择 Scan All 菜单/Single/ENR SL X。
已选择 Scan All 菜单/Single/ENR SL X 以及由此得到的能量狭缝扫描曲线
  1. ‘Scan range’ 必须根据给定条件进行调整。最好以零信号开始和结束,也就是如上图所示扫描形状的左侧和右侧。这是能量狭缝 X 扫描的典型形状,它并不对称。

  2. 可根据信号强度在 EM 和 FC 之间选择探测器。

  3. 请注意,为了同时找到良好的中心和间隙电压(gap voltage),能量狭缝扫描时必须将 % Level 设为 95%。

  4. 点击 ‘Start’ 按钮,Scan All 即执行一次扫描。你可以在扫描过程中的任意时刻停止它。我们建议在 1 或 2 次扫描序列后停止。

  5. 点击 ‘Center’,黄色光标将自动放置在最大信号高度 95% 处的峰宽位置。然后点击 ‘Valid’ 按钮。

  6. 返回 ‘Mass & Apertures’ 面板的 ‘ENR’ 预设。验证正在使用的能量狭缝宽度预设(例如:50 eV)。请注意,Scan All 中的 ‘Valid’ 本身并不保存预设。因此,必须手动进行验证。

  7. 如有需要,对每一个不同的能量狭缝宽度(例如:75 eV、25 eV 等)都必须执行此流程。

注:有关 Scan All 软件使用的详细信息,请参阅 IMS 7f-Auto Software users guide-Scan All.doc。

现在,已良好对准的二次信号正处于即将到达探测器的位置。在最后这一步,如果因为探测器入口没有良好居中而损失信号,那就太可惜了。这一步同样可以用 Scan All 工具完成。

  1. 如下所示选择 Scan All 菜单/Single/EXIT ESA。
显示使用 Scan All/Single 获得的 EXIT ESA 扫描曲线的 Centering Tools 窗口
  1. ‘Scan range’ 必须根据给定条件进行调整。最好以零信号开始和结束,也就是如上图所示扫描形状的左侧和右侧。

  2. 可根据信号强度在 EM 和 FC 之间选择探测器,因为对于 EM 和 FC 两种探测器,EXIT ESA 值是相同的。

  3. 请注意,对于 EXIT ESA,% Level 通常设为 50%,以便在 FWHM(半高宽,Full Width at Half Maximum)位置找到居中,因为扫描形状是对称的。

  4. 点击 ‘Start’ 按钮,Scan All 即执行一次扫描。你可以在扫描过程中的任意时刻停止它。我们建议在 1 或 2 次扫描序列后停止。

  5. 点击 ‘Center’,黄色光标将自动放置在最大信号高度 50% 的中心位置。然后点击 ‘Valid’ 按钮。该 ‘Valid’ 操作会自动验证 EM/FC 探测器预设。

  1. 如下所示选择 Scan All 菜单/Single/EM DY。
已选择 Scan All 菜单/Single/EM DY 以及由此得到的用于居中的 EM-DY 扫描
  1. 探测器必须选择 EM。这意味着二次信号必须低于 1E6 count/sec,才能在 EM 上被检测到。

  2. ‘Scan range’ 必须根据给定条件进行调整。最好以零信号开始和结束,也就是如上图所示扫描形状的左侧和右侧。

  3. 请注意,对于 EM-DY,% Level 通常设为 50%,以便在 FWHM(半高宽,Full Width at Half Maximum)位置找到居中,因为扫描形状是对称的。

  4. 点击 ‘Start’ 按钮,Scan All 即执行一次扫描。你可以在扫描过程中的任意时刻停止它。我们建议在 1 或 2 次扫描序列后停止。

  5. 点击 ‘Center’,黄色光标将自动放置在最大信号高度 50% 的中心位置。然后点击 ‘Valid’ 按钮。该 ‘Valid’ 操作会自动验证 EM 探测器预设。

  1. 如下所示选择 Scan All 菜单/Single/FC DY。
已选择 Scan All 菜单/Single/FC DY 以及由此得到的用于居中的 FC-DY 扫描
  1. 探测器必须选择 FC。这意味着二次信号必须高于 1E6 count/sec,才能在 FC 上被检测到。

  2. ‘Scan range’ 必须根据给定条件进行调整。最好以零信号开始和结束,也就是如上图所示扫描形状的左侧和右侧。

  3. 请注意,对于 FC-DY,% Level 通常设为 50%,以便在 FWHM(半高宽,Full Width at Half Maximum)位置找到居中,因为扫描形状是对称的。

  4. 点击 ‘Start’ 按钮,Scan All 即执行一次扫描。你可以在扫描过程中的任意时刻停止它。我们建议在 1 或 2 次扫描序列后停止。

  5. 点击 ‘Center’,黄色光标将自动放置在最大信号高度 50% 的中心位置。然后点击 ‘Valid’ 按钮。该 ‘Valid’ 操作会自动验证 FC 探测器预设。