傅里叶变换离子回旋共振质谱法

Linear ion trap - Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer (panels around magnet are missing).

FT-ICR与回旋加速器（cyclotron）的物理学原理十分相似，至少在第一近似值方面二者相差无几。

在最简单的理想状态下，回旋频率和质荷比之间的关系可以用如下的公式来表示：

${\displaystyle f={\frac {qB}{2\pi m}}}$

${\displaystyle \omega _{c}=}$回旋频率（一般测量角频率）q =离子电荷 B =磁场强度 m =离子质量

由于在实际应用中我们用了一个四极的电场把离子限制在轴向中，这种诱捕装置会使离子产生震动，从而影响到其（角）频率:

${\displaystyle \omega _{t}={\sqrt {\frac {q\alpha }{m}}}}$

α是一个常量（和谐振装置的刚度常数类似），是由电压、诱捕阱尺寸及其几何构造共同决定的。

电场及其造成的轴向谐振运动在减弱回旋频率的同时，其磁控管频率催生了另外一种被称为磁控运动的轴向运动。尽管在计算中仍然使用回旋运动的频率来表示，但实际上这一频率并不完全是由回旋现象本身决定的，真正的的角频率应当是这样的：

${\displaystyle \omega _{\pm }={\frac {\omega _{c}}{2}}\pm {\sqrt {\left({\frac {\omega _{c}}{2}}\right)^{2}-\left({\frac {\omega _{t}}{2}}\right)^{2}}}}$

ωt是诱捕行为产生的轴向谐振频率，ω+是被减弱了的回旋角频率，ω–是由磁控管影响产生的角频率。ω+一般是我们使用FT-ICR时测量得到的值 当我们假设ωt非常小的时候，这个公式就不难理解了，事实上也确实如此。在这种情况下，ωt的根基值略小于ωc/2, ω+的值略小于ωc（回旋频率被略微降低了）。ω–的情况也一样（其根基值略小于ωc/2），并且ωc/2减去ω–的值与ωc减去ω+的值相等。这个差值正是回旋频率被减掉的精确值。  

ICR结构可以分为以下两种：

尽管各种封闭式ICR单元在几何构造上有些差异，不过它们都拥有一些共同的特点：栅格电极被设置在两端用来提供电场，诱捕离子，使离子沿轴向运动（平行于磁力线）。离子即可以由内部产生（使用电子碰撞电离）；也可以由外部离子源喷射（比如使用电喷射或者MALDI）。嵌套的ICR单元拥有两对栅格电极，可以同时诱捕阴离子和阳离子。

最常见的几何形状是圆柱形，沿轴的方向分割成几个不同的部分，用来提供不同的环状电极。中央环电极一般用来提供放射状励磁电场（用来激发离子，具体说明请点击）以及用来侦测。终端的环电极则通直流电，用来诱捕离子沿磁力线运动。 现在已经有了多种环电极直径各异的ICR单元（产品种类很丰富）。它们不仅能够同时诱捕侦测阴离子与阳离子，而且可以将这两种离子以放射状区分开来，这就为我们研究阴阳两种离子的离子加速动力学提供了十分便利的观察条件。事实上，一些为研究离子间碰撞而准备的离子轴向加速方案最近已经出现了。