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基于粒子群算法的多次反射飞行时间质量分析器电压优化
1
作者 黄奇 任熠 +6 位作者 陈政阁 陈剑松 洪义 梁欣 李梅 黄正旭 周振 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期667-675,I0004,共10页
多次反射飞行时间(MR-TOF)是一种新型的质量分析器,常用于分析短寿命离子、分离同重元素和存储离子。随着使用需求的增加,提高MR-TOF质量分析器的分辨能力越来越重要。然而,MR-TOF质量分析器电压参数的优化涉及高维度、高精细度和非线... 多次反射飞行时间(MR-TOF)是一种新型的质量分析器,常用于分析短寿命离子、分离同重元素和存储离子。随着使用需求的增加,提高MR-TOF质量分析器的分辨能力越来越重要。然而,MR-TOF质量分析器电压参数的优化涉及高维度、高精细度和非线性的问题,很难用解析方法得到最优参数。本研究提出了一种基于粒子群(PSO)算法的MR-TOF质量分析器电压参数优化方法,并对粒子群算法进行改进。在SIMION离子光学仿真平台上对优化方法进行测试,比较了标准粒子群算法和改进粒子群算法的优化结果。结果表明,改进粒子群算法能够获得超过810000的极限质量分辨率,相比标准粒子群算法有更好的性能。该方法具有操作简单、优化速度快、求解效果好等优点,可为MR-TOF质量分析器的电压优化提供方法参考,从而提高MR-TOF质量分析器的开发效率。 展开更多
关键词 多次反射飞行时间质量分析器 粒子群算法(PSO) 电压优化 离子光学模拟
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用于兰州彭宁离子阱的多反射飞行时间质量分析器的设计和优化 被引量：2
2
作者 王永生 田玉林 +2 位作者 王均英 周小红 黄文学 《原子核物理评论》 CSCD 北大核心 2017年第3期624-629,共6页
MRTOF-MS是最近几年发展起来的新型质谱仪,较传统的飞行时间质谱仪而言,MRTOF-MS质量分辨本领更高。开发了一种用于MRTOF-MS设计的新方法,该方法由参数设置部分和离子运动计算部分共同组成;分全局搜索和局部细化两个步骤,可用于优化MRTO... MRTOF-MS是最近几年发展起来的新型质谱仪,较传统的飞行时间质谱仪而言,MRTOF-MS质量分辨本领更高。开发了一种用于MRTOF-MS设计的新方法,该方法由参数设置部分和离子运动计算部分共同组成;分全局搜索和局部细化两个步骤,可用于优化MRTOF-MS的几何构型、计算不同条件下的最佳电压设置组合。基于这种方法,设计了一种机械结构与国际上同类设备不同的MRTOF-MS,该设备可用于高精度原子核质量测量,也可用于快速质量选择,为LPT提供纯净的目标核。通过优化,确定了其几何参数和电压参数,讨论了不同电极上的电压偏差对质量分辨本领的影响,定量地分析了电源的精度要求。优化结果表明:MRTOF-MS的最佳漂移长度约为400 mm;在最佳电压设置下,当40Ar^(1+)的总飞行时间为6.5 ms时,其质量分辨本领可达1.3×10~5;要求电源精度好于50 ppm,最好达到20 ppm。 展开更多
关键词 飞行时间质量分析器 多反射 质量测量 同质异位素在线分离
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车载生物气溶胶质谱仪用小型化双极质量分析器的设计 被引量：1
3
作者 朱灏 杜绪兵 +5 位作者 苏展民 陈剑松 卢瀚仑 黄正旭 周振 李磊 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期223-232,共10页
生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶,实时检测与识别生物气溶胶是实现生物预警预报的前提。小型车载生物气溶胶质谱仪对双极飞行时间(TOF)质量分析器的设计提出了要求。本研究基于指数脉冲延时引出技术开展小型TOF设计,结合SIMION 202... 生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶,实时检测与识别生物气溶胶是实现生物预警预报的前提。小型车载生物气溶胶质谱仪对双极飞行时间(TOF)质量分析器的设计提出了要求。本研究基于指数脉冲延时引出技术开展小型TOF设计,结合SIMION 2020软件,模拟了速度分散为峰值800 m/s的高斯分布,空间分散0.3 mm情况下的粒子飞行轨迹。采用粒子群优化算法(PSO)自动优化TOF多组电极电压以及延迟时间。在130 ns延迟时间下,即使是极限的空间分散和能量分散也能实现全质量范围内的分辨率超过500,不同颗粒之间的质量偏差可控制在0.4 u以内。对比模拟分析了方波脉冲延时引出和指数脉冲延时引出对单个颗粒形成离子的分辨率影响,结果表明,指数脉冲延时引出在全质量范围内的分辨率显著优于方波脉冲。实验模拟了在颗粒处于光斑中心以及光斑偏左和偏右0.15 mm的极限情况下,颗粒电离位置对质谱分辨率的影响,结果表明,分辨率存在差异,但仍优于500。通过实际检测黑炭颗粒,小型TOF在全质量范围内可获得500以上的分辨率,能够满足车载生物气溶胶质谱仪的分辨率要求。虽然小型TOF的飞行长度为SPAMS 0525的67%,但分辨率可达SPAMS 0525的1.2~1.7倍,小型化生物气溶胶质谱的TOF体积仍有进一步减小的空间。 展开更多
关键词 生物气溶胶 单颗粒气溶胶质谱(SPAMS) 脉冲延时引出 飞行时间质量分析器
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用于原子能级结构研究的激光共振电离光谱系统 被引量：4
4
作者 王文亮 李志明 +4 位作者 沈小攀 徐江 翟利华 邓虎 韦冠一 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3653-3657,共5页
激光共振电离光谱技术是一种利用一路或多路激光将待测原子选择性共振激发与电离,通过测量离子信号来研究原子能级结构的光谱技术。研建了一套激光共振电离光谱装置,用于原子高激发态能级结构参数的测量。分别从该装置的总体结构、关键... 激光共振电离光谱技术是一种利用一路或多路激光将待测原子选择性共振激发与电离,通过测量离子信号来研究原子能级结构的光谱技术。研建了一套激光共振电离光谱装置,用于原子高激发态能级结构参数的测量。分别从该装置的总体结构、关键技术和应用实例等方面进行了详细介绍。该套装置主要包括高调谐精度的染料激光器系统、高效的激光离子源系统和高分辨率的飞行时间质量分析器。染料激光器系统包括3台多纵模可调谐染料激光器和1台单纵模可调谐染料激光器,均为脉冲工作方式,重复频率为10kHz,泵浦源均为532nm的Nd∶YAG固体激光器。激光离子源系统包括原子化源、激光与原子相互作用区和离子光学透镜组三部分组成,样品在原子化源中被电加热实现原子化,喷射出的原子被激光选择性激发、电离,产生的离子被离子传输透镜整形成能量分散小、束窄的离子束。飞行时间质量分析器采用了反射式结构设计、脉冲垂直推斥技术和偏转板调节技术。利用此装置,实验测定了U原子的自电离态光谱,获得了U原子一条较佳的三色三光子共振电离路径,对应激光的波长分别为591.7,565.0和632.4nm。此系统还可用于测量同位素位移和原子超精细结构等参数。另外,由于此系统中联用了质量分析器,因此可用于样品多元素分析、痕量元素分析、同位素丰度分析。 展开更多
关键词 激光共振电离光谱 原子能级 可调谐染料激光器 飞行时间质量分析器
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