особенности параметрического возбуждения в

ОСОБЕННОСТИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В
НЕЛИНЕЙНОЙ ИОННОЙ ЛОВУШКЕ.
С.С. Рудый, Ю.В. Рождественский.
Открытое акционерное общество «Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова»,
199053, Кадетская линия В.О., дом 5, корпус 2, Санкт-Петербург, Россия, rud_sem@mail.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий,
механики и оптики
197101, Кронверкский проспект, д.49, Санкт-Петербург, Россия
В начале двухтысячных годов русским учёным Н. Коненковым впервые было
обнаружено, и впоследствии экспериментально исследовано явление параметрического
возбуждения ионов в квадрупольной (четырёх электродной) ионной ловушке. Таким образом,
на сегодняшний день метод параметрического возбуждения ионов для целей эжекции при
помощи дополнительного малого поля является основным. Выбор квадрупольной ловушки
понятен – независимость движения локализированной в рабочем объёме частицы позволяет
производить захват в широком диапазоне скоростей при фиксированной входной апертуре.
Тем не менее, за счёт линейности силы, действующей на захваченную частицу, невозможно
проводить точечную локализацию в пространстве ловушки. В свою очередь,
многоэлектродные ловушки лишены такого недостатка.
Как известно, пространственное распределение потенциала 2n-электродных ионных
ловушек описываются однородными полиномами n-ых порядков, на коэффициенты при
степенях которых накладывается ограничение, продиктованное законом сохранения в
замкнутой системе – уравнением Лапласа. В результате чего, для n>2 уравнения движения уже
будут описываться нелинейными дифференциальными уравнениями второго порядка, в
отличии от квадрупольной ловушки, движение в которой соответствует уравнениям Матье.
Подобное поведение системы многократно усложняет характер движения локализированного
иона, что отражается на возможности параметрического возбуждения ионов. Так, поскольку в
системе возможно проявление свойств консервативного хаоса, «точечный» резонанс уже не
представляется возможным. Тем не менее, задав частоту возбуждающего поля
несоизмеримую секулярным частотам иона, возможно отсеивание хаотически движущихся
частиц, с последующим удержанием наиболее устойчивых ионов (имеющие регулярные
траектории).
В настоящей работе проведён анализ динамики иона в секступольной и октупольной
ловушках, проведено усреднение уравнений движения для определения секулярной
составляющей с помощью метода полного разделения движения. Несмотря на относительную
простоту применяемой модели, результаты определения секулярных частот ионов хорошо
соотносится с теоретическими значениями (численным расчётом соответствующих
траекторий).
В заключении рассмотрены особенности параметрического возбуждения ионов в
Лаплпссовых полях высших порядков.
Рудый С.С.
Научный руководитель Рождественский Ю.В.
Заведующей кафедры Розанов Н.Н.