1.一種二維離子阱質量分析儀，包括：
四個拉長的棒電極，每個所述棒電極都具有朝向中心線、雙曲半
徑為r0的雙曲表面，以及貫穿所述電極的厚度的孔；
所述四個棒電極與所述中心線間隔相等的距離r，其中，r大于所
述雙曲半徑r0；以及
RF電壓源，用于將RF捕獲電壓施加到所述棒電極，以產生將離
子徑向地限制在所述離子阱的內部的RF捕獲場；以及
直流電壓源，用于將直流偏置施加到所述棒電極或施加到在所述
棒電極的外部放置的一組軸向捕獲電極，以產生將離子軸向地限制在
所述離子阱的所述內部的電勢阱。
2.如權利要求1所述的離子阱質量分析儀，其中，r與r0的比例
至少是1.01。
3.如權利要求1所述的離子阱質量分析儀，其中，r與r0的比例
在1.07至1.20之間。
4.如權利要求1、2或3所述的離子阱質量分析儀，其中，所述
RF捕獲場具有十二極分量，所述十二極分量的幅值是所述RF捕獲場
的四極分量的幅值的至少0.2％。
5.如權利要求1、2或3所述的離子阱質量分析儀，其中：
所述RF電壓源可選擇地用于將過濾直流分量施加到所述棒電極；
以及
所述直流電壓源可選擇地用于將直流偏置施加到所述棒電極的至
少一部分或所述軸向捕獲電極，或者將直流偏置從所述棒電極的至少
一部分或所述軸向捕獲電極移除，以允許選擇的離子縱向穿過所述離
子阱質量分析儀；
由此，所述離子阱質量分析儀可選擇地用作質量過濾器。
6.如權利要求1所述的離子阱質量分析儀，進一步包括一組檢測
器，每個檢測器均被放置為靠近相應的孔。
7.如權利要求5所述的離子阱質量分析儀，其中，所述棒電極在
入口端和出口端之間延伸，并且進一步包括靠近所述出口端放置的檢
測器。
8.如權利要求1、2或3所述的離子阱質量分析儀，進一步包括
振蕩激發電壓源，用于將第一激發電壓施加到第一對對置的棒電極上。
9.如權利要求8所述的離子阱質量分析儀，其中，所述振蕩激發
電壓源被配置以將第二激發電壓施加到第二對對置的棒電極上，所述
第一激發電壓在頻率和相位中的至少一個上不同于所述第二激發電
壓。
10.如權利要求8所述的離子阱質量分析儀，其中，所述第一激
發電壓的頻率等于所述RF捕獲電壓的頻率的1/3。
11.一種質譜儀，包括：
離子源，用于從待分析的樣品產生離子；
至少一個離子光學元件，用于引導由所述離子源產生的所述離子；
以及
二維離子阱質量分析儀，被放置以接收來自所述至少一個離子光
學元件的離子，所述離子阱質量分析儀包括：
第一離子阱結構，包括四個拉長的棒電極，每個所述棒電極
都具有朝向中心線、雙曲半徑為r0的雙曲表面，以及貫穿所述電
極的厚度的孔；
所述四個棒電極與所述中心線間隔相等的距離r，其中，r大
于所述雙曲半徑r0；
RF電壓源，用于將RF捕獲電壓施加到所述棒電極，以產生
將離子徑向地限制在所述離子阱的內部的RF捕獲場；以及
直流電壓源，用于將直流偏置施加到所述棒電極或施加到在
所述棒電極的外部放置的一組軸向捕獲電極，以產生將離子軸向
地限制在所述離子阱的所述內部的電勢阱。
12.如權利要求11所述的質譜儀，其中，r與r0的比例至少是1.01。
13.如權利要求11所述的質譜儀，其中，r與r0的比例在1.07至
1.20之間。
14.如權利要求11至13中的任一項所述的質譜儀，其中，所述
RF捕獲場具有十二極分量，所述十二極分量的幅值是所述RF捕獲場
的四極分量的幅值的至少0.2％。
15.如權利要求11至13中的任一項所述的質譜儀，其中：
所述RF電壓源可選擇地用于將過濾直流分量施加到所述棒電極；
以及
所述直流電壓源可選擇地用于將直流偏置施加到所述棒電極的至
少一部分或所述軸向捕獲電極，或者將直流偏置從所述棒電極的至少
一部分或所述軸向捕獲電極移除，以允許選擇的離子縱向穿過所述離
子阱質量分析儀；
由此，所述離子阱質量分析儀可選擇地用作質量過濾器。
16.如權利要求11所述的質譜儀，進一步包括一組檢測器，每個
檢測器被放置為靠近相應的孔。
17.如權利要求15所述的質譜儀，其中，所述棒電極在入口端和
出口端之間延伸，并且進一步包括靠近所述出口端放置的檢測器。
18.如權利要求11所述的質譜儀，進一步包括振蕩激發電壓源，
用于將第一激發電壓施加到第一對對置的棒電極上。
19.如權利要求18所述的質譜儀，其中，所述振蕩激發電壓源被
配置以將第二激發電壓施加到第二對對置的棒電極上，所述第一激發
電壓在頻率和相位中的至少一個上不同于所述第二激發電壓。
20.如權利要求18所述的質譜儀，其中，所述第一激發電壓的頻
率等于所述RF捕獲電壓的所述頻率的1/3。
21.如權利要求15所述的質譜儀，進一步包括：
四極質量過濾器，位于來自所述離子阱質量分析儀的離子路徑的
上游；以及
碰撞/反應室，位于所述四極質量過濾器和所述離子阱質量分析儀
之間的離子路徑的中間；
由此，所述質譜儀可選擇地用于三重四極或q-阱模式。
22.如權利要求11至13中的任一項所述的質譜儀，其中，所述
離子阱質量分析儀包括鄰近所述第一離子阱結構放置的第二離子阱結
構，以及在所述第一和第二離子阱結構之間轉移離子的離子透鏡，在
所述質譜儀的工作期間，所述第一和第二離子阱結構的內部容積維持
在不同壓力下。
23.一種用于連接到RF電壓源的多極結構，包括：
四個拉長的棒電極，圍繞所述多極的中心線配置，每個所述拉長
的棒電極都具有朝向阱的內部的彎曲表面以及縱向延伸的孔或凹槽；
所述電極與所述中心線間隔的距離為r，使得當相反相位的RF電
壓施加到對置的所述電極對時，產生的RF場具有不超過0.001％的八
極分量。
24.如權利要求23所述的多極結構，其中，所述RF場具有至少
0.2％的十二極分量。
25.如權利要求24所述的多極結構，其中，所述產生的RF場具
有在0.5％至0.9％之間的十二極分量。
26.一種二維離子阱質量分析儀，包括：
四個拉長的棒電極，每個都具有朝向中心線、雙曲半徑為r0的雙
曲表面，所述棒電極被配置為第一和第二對置的電極對；
所述第一電極對的電極設置有允許離子從中穿過噴射的孔，所述
第二電極對的電極設置有未貫穿所述電極的全部厚度的凹槽；
所述四個棒電極與所述中心線間隔相等的距離r，其中，r大于所
述雙曲半徑r0；以及
RF電壓源，用于將RF捕獲電壓施加到所述棒電極，以產生將離
子徑向地限制在所述離子阱的內部的RF捕獲場；以及
直流電壓源，用于將直流偏置施加到所述棒電極或施加到在所述
棒電極的外部放置的一組軸向捕獲電極，以產生將離子軸向地限制在
所述離子阱的所述內部的電勢阱。
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