В работе исследовано квадратичное (по одной из координат) электростатическое поле, обеспечивающее интегрируемость уравнений движения заряженной частицы. Найдены условия финитности движения иона в этом поле и тем самым показана возможность построения ионной ловушки. Выявлены значения параметра поля, при которых структура эквипотенциалей поля обеспечивает наличие существенного рабочего пространства между двумя полезадающими электродами. Построен алгоритм оптимального согласования характеристик пучка и конфигурации электродов.

An electrostatic field with a square additive dependence on one of coordinates, also providing integrability of charged particle motion equations has been studied in the paper. The conditions of ion-motion finiteness were found for this field and in doing so it was shown the ion trap constructability. Potential parameter values providing a presence of sufficient workspace between two field-defining electrodes were revealed. An algorithm of optimal matching in beam characteristics and electrodes’ configuration was synthesized. To test the operability of the designed algorithm, three-dimensional equipotentials and a trajectory inside the ion-trap workspace were constructed. The ion trap designed in our studies can be put to experimental use as a mass spectrometer, extending the class of electrostatic ion traps presented by well-known Orbitrap and Cassini trap.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки = St. Petersburg state polytechnical university journal. Physics and mathematics: научное издание / Министерство образования и науки Российской Федерации. Т. 12, № 1 [Электронный ресурс]. — Электрон. текстовые дан. (1 файл : 11,4 Мб). — Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2019. — Загл. с титул. экрана. — Электронная версия печатной публикации. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текстовый документ. — Adobe Acrobat Reader 7.0. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-292.pdf>.