Um refletor, também chamado de espelho eletrostático, é um dispositivo usado na óptica de partículas carregadas que usa um campo elétrico estático para inverter a direção das trajetórias das partículas carregadas. O refletor é usado principalmente em óptica de íons, especialmente em espectrômetros de massa de tempo de voo, porque permite que íons com a mesma proporção de massa carreguem m / z, mas com energia cinética diferente, cheguem a um detector no mesmo instante, desde que o o detector está corretamente colocado no "plano de focalização do tempo". O refletor foi inventado pelo russo Boris Aleksandrovich Mamyrin em 1973.
O reflectron realiza focagem de tempo para íons de mesma massa ou mais exatamente a mesma razão m / z , o que os torna particularmente interessantes em espectrometria de massa de tempo de vôo, que visa realizar a discriminação de massa pela leitura do tempo.
Antes de entrar no refletor, os íons tendo sido acelerados, na primeira abordagem, com o mesmo campo elétrico de aceleração, eles são todos dotados de aproximadamente a mesma energia cinética e, portanto, suas velocidades serão inversamente proporcionais à raiz quadrada da razão m / z . A separação dos íons dependerá da velocidade adquirida durante a fase de aceleração. Os íons com uma razão m / z menor chegarão ao detector primeiro. Na primeira abordagem, os íons de mesma razão m / z chegarão ao detector no mesmo instante, pois são emitidos com a mesma energia inicial, no mesmo instante e na mesma posição.
Na prática, as limitações instrumentais significam que esta condição nunca é completamente preenchida: assim, dois íons idênticos podem ser dotados de uma energia ligeiramente diferente, ou seja, suas respectivas velocidades não são idênticas e que na ausência de um refletor não seriam chegam no detector no mesmo instante, criando uma incerteza na massa, pois é o tempo de vôo que é utilizado para medir a massa. O refletor permite compensar a dispersão de energia dos íons. Não compensa a diferença no horário de partida.
O refletor produz um campo elétrico que desacelera os íons até que eles invertem sua velocidade. Os íons mais energéticos e, portanto, mais rápidos assumiram a liderança, mas penetram mais profundamente no refletor, o que os faz perder tempo antes de serem novamente acelerados para uma velocidade mais alta. Há uma posição, a jusante do refletor, onde a penalidade de tempo compensa exatamente a vantagem dos íons mais energéticos. É neste plano de focalização temporal dos íons da mesma razão m / z que o detector é colocado.
Além disso, o refletor torna possível alongar a distância de vôo sem aumentar o tamanho do analisador: os íons demoram mais para chegar ao detector, e também reduzem sua dispersão no tempo, então a resolução é encontrada.
Um único refletor consiste em uma única zona onde um campo elétrico linear ou não linear de estágio único é produzido é composto por uma única zona.
Um refletor de zona dupla tem duas regiões. Na primeira região, o campo elétrico é significativamente maior do que na segunda, o que permite reduzir as aberrações temporais de segunda ordem.
Em um refletor curvo, o campo de retardo é não linear e as tensões aplicadas aos eletrodos normalmente equipados com uma grade seguem a relação R 2 = V 2 + x 2 , onde x é a distância da entrada do refletor, V é o tensão do eletrodo considerado e R é uma constante.
Em um refletor quadrático, o campo elétrico varia como o quadrado da distância da entrada do refletor, de modo que a energia cinética é compensada além da primeira ordem.