Mode linéaire
Principe de fonctionnement
Il mesure le temps qu’un ion, soumis à une tension préalable, met pour parcourir une distance donnée. L’appareil se divise en deux régions :
⇒ La première zone est soumise à une tension d’accélération entraînant l’apparition d’un champ électrique accélérant les ions vers la seconde région. Au sein de cette première zone, ils acquièrent donc une énergie cinétique :
Avec : l : la distance parcourue pendant le vol - t: le temps de vol - m: la masse - v: la vitesse
De plus, les ions étant chargés et soumis à une tension accélératrice, cette énergie vaut aussi :
Avec : z : la charge de l’ion - e: la charge élémentaire - V: la tension accélératrice
⇒ La seconde région est dite "libre de champ", c’est-à-dire sans tension. Les ions la traversent pour arriver au niveau du détecteur. On mesure leur vitesse pour en déduire leur rapport m/z. Ces deux valeurs sont reliées par une relation résultante des équations précédentes.
D’où :
Ec = ½.m.v² = ½.m.l²/t² = z.e.V
↔ m/z = 2.e.V.v² = 2.e.V.t²/l²
Avantages et inconvénient du mode linéaire
Avantages :
- Pas de limitation en masse (en théorie)
- Excellente transmission (rapport entre le nombre d’ions arrivant au détecteur et le nombre d’ions produit dans la source).
Inconvénient :
Deux ions identiques avec des vitesses initiales égales peuvent avoir des temps de vol différents s’ils sont à deux endroits différents initialement. Leur entrée dans le tube se fera alors avec des vitesses et des énergies différentes.
Pour pallier ce problème, nous utilisons le mode réflectron
Mode réflectron
Le mode réflectron permet la correction de la dispersion des temps d’arrivée au détecteur. Il y règne un champ électrique décélérateur et réflecteur. Il agit comme un miroir électrostatique pour réfléchir les ions vers le tube de vol en direction d’un deuxième détecteur (détecteur de mode réflectron).
Les ions avec des énergies cinétiques élevées iront plus loin dans le réflecteur, et verront leur trajectoire davantage compensée que ceux d’énergie cinétique plus faible. A m/z égal, les ions arriveront au même moment au détecteur.