本文選題：激光誘導(dǎo)熒光光譜 + 光腔衰蕩光譜　； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：瞬態(tài)自由基光譜研究可以幫助深入理解分子的結(jié)構(gòu)、成鍵和化學(xué)反應(yīng)活性等性質(zhì)以及分子內(nèi)部相互作用,還可以為天體化學(xué)、等離子體、燃燒等研究領(lǐng)域提供直接的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本論文的工作主要有兩方面:對(duì)原有實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改造;利用激光誘導(dǎo)熒光和光腔衰蕩光譜技術(shù),與超聲射流冷卻、脈沖放電技術(shù)相結(jié)合,研究了 YO、CuH、SnO以及碳鏈自由基的高分辨電子光譜。主要工作和研究成果有:實(shí)驗(yàn)裝置的改造為了提高實(shí)驗(yàn)裝置性能和光譜分辨率,在原有的實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造,主要包括:通過將激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)和光衰蕩光譜技術(shù)聯(lián)用拓展了研究體系;通過衰減染料激光器能量和重新優(yōu)化諧振腔結(jié)構(gòu),提高了激光器分辨能力;通過利用自主研制的單縱模OPO開展高分辨電子光譜研究,使得光譜分辨率最優(yōu)達(dá)0.015cm-1;通過在實(shí)驗(yàn)中實(shí)時(shí)測(cè)量激光波長,提高了實(shí)驗(yàn)光譜的精度。YO自由基的光譜研究利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù),在370-550 nm范圍內(nèi)系統(tǒng)地研究了超聲分子束中YO自由基的電子光譜。實(shí)驗(yàn)總共觀測(cè)到111個(gè)譜帶,可以歸屬為B~2∑~+-X~2∑~+、C~2Π-X~2∑~+、D~2∑~+-X~2∑~+三個(gè)電子躍遷遷,其中,C~2Π-X~2∑~+和D~2∑~+-X~2∑~+躍遷帶系為實(shí)驗(yàn)上首次觀測(cè)到。利用單縱模OPO和優(yōu)化后的染料激光器,對(duì)新觀測(cè)到的能級(jí)進(jìn)行了全轉(zhuǎn)動(dòng)分辨的光譜研究,得到了 X~2∑~+、B~2∑~+和D~2∑~+態(tài)大量高精度的光譜數(shù)據(jù),描繪了振動(dòng)能級(jí)圖;轉(zhuǎn)動(dòng)分析中發(fā)現(xiàn)B~2∑~+態(tài)(v'=2,3,6)和D~2∑~+態(tài)(v'=0,1,2,4,5)受到廣泛擾動(dòng),建立包含擾動(dòng)的哈密頓模型精確求解出了B~2∑~+(v'=2)和~2Π_(1/2)電子態(tài)之間的相互作用。此外,從實(shí)驗(yàn)上測(cè)定了 B~2∑~+-X~2∑~+和D~2∑~+-X~2∑~+躍遷譜帶的振子強(qiáng)度。CuH自由基的光譜研究利用激光誘導(dǎo)熒光和光腔衰蕩光譜聯(lián)用譜儀裝置,在超聲射流條件下,研究了 CuH(或CuD)自由基A~1∑~+-X1∑~+電子躍遷光譜,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CuH的激光誘導(dǎo)熒光光譜強(qiáng)度迅速減小并消失,與光腔衰蕩光譜正常的譜帶輪廓明顯不同,表明A~1∑~+態(tài)發(fā)生了預(yù)解離。通過測(cè)量A~1∑~+態(tài)不同轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的壽命,得到了J'依賴的預(yù)解離速率。相比而言,CuD的光譜輪廓、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)壽命一致。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和前人理論工作,認(rèn)為A~1∑~+態(tài)與最低能量的3∑~+態(tài)相互耦合,經(jīng)3∑~+態(tài)發(fā)生預(yù)解離,且此過程中很可能涉及量子隧穿效應(yīng)。SnO自由基的光譜研究在超聲射流條件下,利用錫針與O2/Ar混合氣脈沖放電制備了 SnO自由基,利用激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù)研究了 SnO分子在265-340nm范圍內(nèi)的光譜。觀測(cè)的大部分譜帶被歸屬為A~1-X1∑~+和E~1∑~+-X1∑~+躍遷,通過對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)譜線壽命的直接測(cè)量,獲得了 A~1Π和E~1∑~+態(tài)各能級(jí)的精確輻射壽命,發(fā)現(xiàn)A~1Π態(tài)v' = 3,4,8能級(jí)的壽命明顯偏長。在較低的振轉(zhuǎn)溫度下,首次觀測(cè)到了E~1∑~+-X1∑ 躍遷(0,0)帶光譜。碳鏈自由基的光譜研究利用自主設(shè)計(jì)的不銹鋼平板電極對(duì)C~_2H_2/Ar/He(或C~2H_2/CS_2/Ar/He)混合氣脈沖放電,制備了 C_5、C_6H、C_9H_3、C_(11)H_3(或HC_4S、C_4S)等碳鏈分子,結(jié)合光腔衰蕩光譜技術(shù),觀測(cè)到了這些分子的電子光譜。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試,得出了開展碳鏈分子光譜研究的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件,為今后實(shí)驗(yàn)室開展碳鏈分子的高分辨光譜研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:In order to improve the performance and spectral resolution of the experimental device , we have studied the electron spectra of X ~ 2 鈭，

本文編號(hào)：1906745