اصلاح نواحي پايداري در دام يوني كشيده ي پائول در حضور نيروي ميراكننده

Modification of the Stability Regions in Stretched Paul Ion Trap by Damping Force

با تغيير در شكل هندسي دام و تأثير نيروي ميراكننده، نواحي پايداري اول و دوم در دام چهارقطبي كشيده ­ي پائول، بررسي شد. در اين مقاله، منظور از تغيير در شكل هندسي دام، تغيير در فواصل بين الكترود حلقه و الكترودهاي كلاهك است. براي اين هدف، پارامتر در محاسبات وارد شد. هم­چنين، تأثير نيروي ميراكننده، با وارد كردن ثابت ميرايي k در معادله­ ي ماتي­ يو بررسي شد. دستگاه معادلات ديفرانسيل حاكم بر رفتار يون درون دام چهارقطبي با توجه به آثار هم­زمان نيروي ميراكننده و هندسه­ي دام، در نظر گرفته شده است. اين معادلات با استفاده از روش رونگه كوتاي مرتبه­ ي 5 و مرتبه­ي 6 ورنر (RKV56) به دقت محاسبه، و نواحي پايداري به دست آمده با نواحي پايداري در غياب نيروي ميراكننده در دام يوني ايده ­آل مقايسه شده است. نتايج به دست آمده نشان مي­ دهند كه در يك دام يوني rf، نيروي ميرايي و شكل هندسي دام، نقش تعيين­ كننده ­اي در جابه ­جايي نواحي پايداري دارند. يادآوري مي­شود كه محاسبه ­ي نواحي پايداري در حضور نيروي ميراكننده با توجه به تغيير در فاصله­ ي بين الكترودهاي كلاهك با اين روش براي اولين بار گزارش مي­ شود.

With the change of an ion trap geometrical shape, ring and end-cap electrodes, and also damping force effects, the first and second stability regions are studied in a stretched Paul ion trap. In this article, according to a new idea, we changed the trap geometry based on the change in distances between the ring electrode (2r˳) and end-cap electrodes (2z˳). For this purpose, the geometrical parameter n=(r˳/z˳)2 was introduced in our calculations. Also, for the damping effects, we entered a viscous damping factor (k) in the Mathieu equation. The set of differential equation governing the motion of the confined ion is considered, taking into account the effect of damping force and the ion trap geometry. The Mathieu type differential equations were solved using Runge-Kutta Verner fifth-order and sixth-order method (RKV56). Comparisons were made with the corresponding stability diagrams without considering the effects of damping force in an ideal ion trap . The numerical results showed that, for a given ion trap mode i.e., rf only mode, the damping force and the trap geometry played important roles in the relocation of the stability diagrams. The first and second stability regions in the presence of the damping force, according to trap’s geometry, are reported for the first time.