大气气溶胶是大气中的悬浮颗粒物体系,会对人类健康、环境和气候造成很大的危害。新粒子形成作为气溶胶的重要来源,对新粒子形成的成核机制进行研究有着重大的意义,通常会将理论计算和实验仪器的观测相结合来对形成机理进行研究。可以通过质谱仪和光电子能谱仪的联用来分析团簇的组分和结构信息,最终可以得到质谱图和光电子能谱图以便于揭示化合物的存在及其性质。为了识别出团簇中不同的结构信息,所以需要保证光电子能谱仪的分辨率。因此,本文主要针对质谱-光电子能谱仪在实验中发现的问题,通过速度成像系统的模拟为仪器的实际设计和参数调试提供理论支持,提出了一种基于四极板的速度成像系统,旨在提高仪器的分辨率。1.为了保证离子束强度可以满足后续实验条件,通过调节质谱仪各部分的电压以及整体的时序进行实验,得到了强度为2000mV的碘离子束。此外,对光电子能谱仪微通道板的供电部分进行了重新设计,通过加上脉冲开关减小了噪声对于最终叠加图像的干扰。最终通过质谱和光电子能谱仪的联用进行实验,发现了实验中分辨率没有达到预期目标并且出现了光电子整体偏下的问题。2.针对在实验过程中发现的问题,对速度成像系统这一部分进行了电势、粒子轨迹和聚焦性能的模拟,通过增加极板数目取得了较好的模拟效果,提出了一种基于四极板的具有三个可调电压参数的速度成像系统,提高了速度成像系统的聚焦性能和分辨率,解决了一个可调电势只能聚焦相对较窄能量范围的问题,有利于减少光电子的损失,抗激光漂移的能力增强。3.根据模拟结果制定了速度成像系统的改动方案,此外还针对离子束强度和时序控制制定了改动方案,以此对光电子能谱仪进行了改进。通过一系列的改进使得离子束能够准确的到达预定的位置与激光相遇,光电子可以很好聚焦到达成像探测系统,提高了仪器整体的分辨率。经过最终的实验研究,仪器的分辨率达到了 4.5%,满足了小型化质谱-光电子能谱仪的设计要求。