超快反應(yīng)顯微成像譜儀研制及其在He、N 2 O電離/解離實驗研究中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-12-08 19:31
基于高次諧波過程得到的極紫外激光處于大部分原子、分子的電離能區(qū),由于其極短的脈沖特性(10-15~10-18s),為在極短的時間尺度上研究原子、分子及其內(nèi)部電子的超快動力學過程提供了前所未有的實驗條件。目前,反應(yīng)顯微成像譜儀是研究光與原子、分子碰撞反應(yīng)過程最先進、最有效的一種實驗裝置,它在保證測量精度的前提下能夠?qū)Ψ磻?yīng)產(chǎn)物進行4π立體角收集。通過測量所有反應(yīng)產(chǎn)物的三維動量,它可以對碰撞反應(yīng)進行全微分測量。本論文工作設(shè)計,并建立了一套適用于極紫外激光與原子、分子氣體靶相互作用的反應(yīng)成像譜儀裝置。該裝置主要由真空系統(tǒng)、多級差分超音速冷靶、飛行時間譜儀、位置靈敏探測器和亥姆霍茲線圈組成。文中對譜儀的各個部分的進行了詳細的介紹。通過重構(gòu)電子、離子的動量,分析了影響電子、離子三維動量重構(gòu)的實驗參數(shù)。以CO2+→C++O+兩體解離為例,通過“切片法”和“KER~法”介紹了動量重構(gòu)過程中各個參數(shù)(飛行時間、飛行時間譜儀電壓、位置坐標)的獲取和校準方法,為后續(xù)開展碰撞實驗提供了技術(shù)支持。使用該...
【文章頁數(shù)】:121 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 光與原子、分子相互作用過程
1.2 光與原子、分子相互作用探測裝置
1.2.1 光譜學實驗裝置
1.2.2 動力學實驗裝置
1.3 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第2章 超快實驗裝置系統(tǒng)
2.1 超快飛秒激光系統(tǒng)
2.1.1 振蕩器
2.1.2 放大器
2.2 極紫外激光系統(tǒng)
2.2.1 極紫外激光產(chǎn)生原理
2.2.2 極紫外激光傳輸裝置
2.3 反應(yīng)顯微成像譜儀裝置
2.3.1 真空系統(tǒng)
2.3.2 超音速冷靶
2.3.3 飛行時間譜儀
2.3.4 位置靈敏探測器
2.3.5 亥姆霍茲線圈
2.4 本章小結(jié)
第3章 數(shù)據(jù)獲取及處理
3.1 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)
3.1.1 電子學系統(tǒng)
3.1.2 MBS獲取系統(tǒng)
3.2 數(shù)據(jù)處理
3.2.1 電子三維動量重構(gòu)
3.2.2 離子三維動量重構(gòu)
3.2.3 兩體解離動能釋放
3.3 刻度校準
3.3.1 電子動量校準
3.3.2 離子動量校準
3.4 本章小結(jié)
第4章 He單光子單電離實驗
4.1 研究背景
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 He單電離實驗結(jié)果
4.2.2 N_2單電離實驗結(jié)果
4.3 本章小結(jié)
第5章 N_2O、O_2單光子雙電離解離實驗
5.1 研究背景
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 N_2O_(2+)兩體解離過程的KER
5.2.2 O_2~(2+)兩體解離過程的KER與角分布
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
附錄A 原子單位制
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]50 keV/u Ne8+與CO轉(zhuǎn)移電離反應(yīng)中分子軸取向效應(yīng)測量[J]. 高永,張少峰,朱小龍,閆順成,馮文天,張瑞田,郭大龍,李斌,汪寒冰,黃忠魁,海幫,張敏,馬新文. 原子核物理評論. 2016(04)
[2]自由電子激光場中原子分子實驗研究進展[J]. 馮赫,張逸竹,江玉海. 激光與光電子學進展. 2016(01)
[3]強場原子分子物理實驗研究中的符合測量技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 吳成印,吳聰,劉顯榮,吳志峰,解西國,楊煜東,劉鴻,黎敏,鄧勇開,劉運全,龔旗煌. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2013(10)
[4]反應(yīng)顯微成像譜儀動量及能量分辨因素分析[J]. 郭大龍,馬新文,馮文天,張少鋒,朱小龍. 物理學報. 2011(11)
[5]碰撞閾值下氬原子非次序雙電離[J]. 張東玲,湯清彬,余本海,陳東. 物理學報. 2011(05)
[6]基于微通道板的多擊響應(yīng)位置靈敏探測器[J]. 許慎躍,馬新文,閆順成,朱小龍,劉惠萍,張少鋒,馮文天,李斌,孟令杰. 核電子學與探測技術(shù). 2009(01)
[7]離子與原子碰撞多體動力學過程成像研究[J]. 馬新文,朱小龍,劉惠萍,李斌,張少鋒,曹士娉,馮文天,許慎躍. 中國科學(G輯:物理學 力學 天文學). 2008(01)
[8]電子成像均勻約束磁場的產(chǎn)生及測試分析[J]. 馮文天,馬新文,劉惠萍,陳蘭芳,李斌,曹士娉. 物理學報. 2007(07)
[9]超音速冷靶的性質(zhì)與應(yīng)用[J]. 張少鋒,馬新文,劉惠萍,李斌,朱小龍. 中國科學G輯:物理學、力學、天文學. 2006(05)
[10]延遲線陽極微通道板兩維成像探測器[J]. 朱小龍,馬新文,沙杉,劉惠萍,魏寶仁,汪正林,曹士娉,錢東斌. 核電子學與探測技術(shù). 2004(03)
博士論文
[1]基于飛秒瞬態(tài)吸收光譜的尿嘧啶激發(fā)態(tài)動力學研究[D]. 華心仲.中國科學院研究生院(武漢物理與數(shù)學研究所) 2016
[2]中能He2+與Ar及CO碰撞動力學實驗研究[D]. 高永.中國科學院研究生院(近代物理研究所) 2016
[3]XUV激光小分子光解動力學和離子光譜[D]. 周義勇.清華大學 2014
[4]基于阿秒瞬態(tài)吸收光譜的電子超快動力學實驗研究[D]. 王小偉.國防科學技術(shù)大學 2014
碩士論文
[1]利用飛秒瞬態(tài)時間分辨率吸收光譜對有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化機理研究[D]. 蔡佳林.河北大學 2015
本文編號:3713998
【文章頁數(shù)】:121 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 光與原子、分子相互作用過程
1.2 光與原子、分子相互作用探測裝置
1.2.1 光譜學實驗裝置
1.2.2 動力學實驗裝置
1.3 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第2章 超快實驗裝置系統(tǒng)
2.1 超快飛秒激光系統(tǒng)
2.1.1 振蕩器
2.1.2 放大器
2.2 極紫外激光系統(tǒng)
2.2.1 極紫外激光產(chǎn)生原理
2.2.2 極紫外激光傳輸裝置
2.3 反應(yīng)顯微成像譜儀裝置
2.3.1 真空系統(tǒng)
2.3.2 超音速冷靶
2.3.3 飛行時間譜儀
2.3.4 位置靈敏探測器
2.3.5 亥姆霍茲線圈
2.4 本章小結(jié)
第3章 數(shù)據(jù)獲取及處理
3.1 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)
3.1.1 電子學系統(tǒng)
3.1.2 MBS獲取系統(tǒng)
3.2 數(shù)據(jù)處理
3.2.1 電子三維動量重構(gòu)
3.2.2 離子三維動量重構(gòu)
3.2.3 兩體解離動能釋放
3.3 刻度校準
3.3.1 電子動量校準
3.3.2 離子動量校準
3.4 本章小結(jié)
第4章 He單光子單電離實驗
4.1 研究背景
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 He單電離實驗結(jié)果
4.2.2 N_2單電離實驗結(jié)果
4.3 本章小結(jié)
第5章 N_2O、O_2單光子雙電離解離實驗
5.1 研究背景
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 N_2O_(2+)兩體解離過程的KER
5.2.2 O_2~(2+)兩體解離過程的KER與角分布
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
附錄A 原子單位制
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]50 keV/u Ne8+與CO轉(zhuǎn)移電離反應(yīng)中分子軸取向效應(yīng)測量[J]. 高永,張少峰,朱小龍,閆順成,馮文天,張瑞田,郭大龍,李斌,汪寒冰,黃忠魁,海幫,張敏,馬新文. 原子核物理評論. 2016(04)
[2]自由電子激光場中原子分子實驗研究進展[J]. 馮赫,張逸竹,江玉海. 激光與光電子學進展. 2016(01)
[3]強場原子分子物理實驗研究中的符合測量技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 吳成印,吳聰,劉顯榮,吳志峰,解西國,楊煜東,劉鴻,黎敏,鄧勇開,劉運全,龔旗煌. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2013(10)
[4]反應(yīng)顯微成像譜儀動量及能量分辨因素分析[J]. 郭大龍,馬新文,馮文天,張少鋒,朱小龍. 物理學報. 2011(11)
[5]碰撞閾值下氬原子非次序雙電離[J]. 張東玲,湯清彬,余本海,陳東. 物理學報. 2011(05)
[6]基于微通道板的多擊響應(yīng)位置靈敏探測器[J]. 許慎躍,馬新文,閆順成,朱小龍,劉惠萍,張少鋒,馮文天,李斌,孟令杰. 核電子學與探測技術(shù). 2009(01)
[7]離子與原子碰撞多體動力學過程成像研究[J]. 馬新文,朱小龍,劉惠萍,李斌,張少鋒,曹士娉,馮文天,許慎躍. 中國科學(G輯:物理學 力學 天文學). 2008(01)
[8]電子成像均勻約束磁場的產(chǎn)生及測試分析[J]. 馮文天,馬新文,劉惠萍,陳蘭芳,李斌,曹士娉. 物理學報. 2007(07)
[9]超音速冷靶的性質(zhì)與應(yīng)用[J]. 張少鋒,馬新文,劉惠萍,李斌,朱小龍. 中國科學G輯:物理學、力學、天文學. 2006(05)
[10]延遲線陽極微通道板兩維成像探測器[J]. 朱小龍,馬新文,沙杉,劉惠萍,魏寶仁,汪正林,曹士娉,錢東斌. 核電子學與探測技術(shù). 2004(03)
博士論文
[1]基于飛秒瞬態(tài)吸收光譜的尿嘧啶激發(fā)態(tài)動力學研究[D]. 華心仲.中國科學院研究生院(武漢物理與數(shù)學研究所) 2016
[2]中能He2+與Ar及CO碰撞動力學實驗研究[D]. 高永.中國科學院研究生院(近代物理研究所) 2016
[3]XUV激光小分子光解動力學和離子光譜[D]. 周義勇.清華大學 2014
[4]基于阿秒瞬態(tài)吸收光譜的電子超快動力學實驗研究[D]. 王小偉.國防科學技術(shù)大學 2014
碩士論文
[1]利用飛秒瞬態(tài)時間分辨率吸收光譜對有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化機理研究[D]. 蔡佳林.河北大學 2015
本文編號:3713998
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