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含硅分子的高分辨激光光谱研究

发布时间:2021-11-26 10:50
  含硅分子是星际碳硅尘埃的形成的前驱体分子,开展含硅分子的高分辨光谱研究是深入理解其化学结构和成键性质的基础,为星际硅化学的研究提供直接的数据支持。本博士论文的主要内容包括:搭建一套狭缝射流等离子体-腔衰荡(Slit Jet Plasma Cavity Ring-Down,SJP-CRD)光谱实验装置,利用该装置和原有的激光诱导荧光装置开展若干含硅小分子(Si2、r-Si4、SiC2以及l-Si2C2等)的高分辨激光光谱研究。1.狭缝射流等离子体-腔衰荡(SJP-CRD)光谱实验装置的搭建。搭建了一套用于瞬态自由基分子高灵敏高分辨吸收光谱研究的狭缝射流等离子体-腔衰荡(SJP-CRD)光谱实验装置。装置包括用于高效制备振转冷却的自由基分子的超声射流离子体(SJP)和高灵敏的腔衰荡(CRD)吸收光谱探测系统两个部分。超声射流离子体(SJP)是采用狭缝(30 mm×0.2 mm)射流结合高功率气体脉冲放电产生的。我们利用1%C2H2/Ar等离子体射流中的C6H自由基对装置进行了测试,可以产生浓度高达1012分子/cm3的C6H自由基,其振转温度可以冷却至<40K。进而利用该装置对Si4... 

【文章来源】:中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】:160 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

含硅分子的高分辨激光光谱研究


图2.1腔衰荡光谱技术原理示意图

光谱图,喷嘴,针孔,狭缝


?第2章实验技术及原理???为了更好地验证SJP技术在瞬态分子的高效率制备以及高分辨光谱研究中??的适用性,我们将SJP技术与腔衰荡(CRD)光谱技术结合,利用染料激光的二阶??配置输出激光(激光线宽?0.035?cnr1)开展光谱测试。实验中记录了狭缝放电喷嘴??和针孔放电喷嘴测试C6H瞬态分子的CRD吸收光谱,如图2.2和2.3分别为狭??缝放电喷嘴和针孔放电喷嘴的结构示意图。其中狭缝放电喷嘴的电极夹角为40°,??针孔放电喷嘴的锥角也为40°。图2.4给出了两种放电喷嘴开展C6H分子〇g带跃??迁的吸收光谱。在实验记录的光谱中,两种技术产生的瞬态分子光谱强度相当。??但是,狭缝放电喷嘴的光谱线宽好于0.05CHV1,而针孔放电喷嘴的光谱线宽大约??0.1?cm'线宽明显大于激光线宽,这主要是多普勒展宽造成的谱线加宽。因此狭??缝放电喷嘴在开展高分辨光谱上可以明显地抑制多普勒展宽。??C6H:/7,,2?—X:773/2??Ai/a\??彳丨“?\?\?Silt?nozzle:??/?\?\?Linewidth?<?0.05?cm'1??(v/?\?Pin?hole?nozzle:??广Linewidth?0.1?cm"1??18982?18984?18986?18988??Frequency/cm?1??图2.4狭缝放电喷嘴和针孔放电喷嘴两种技术记录的C6H分子2/73/2?-?X2/73/20g带光谱。??红色和黑色谱线分别为狭缝射流和针孔放电喷嘴条件下的光谱,激光线宽?0.035?cnr1。??实验中,我们采用的脉冲放电电源主要分为两种:方波脉冲放电技术和射频??脉冲电源。方波脉冲放电

示意图,脉冲电源,设计原理,高功率


'T?丨?W?〇?;??。P^_r?4^4?V-gjC=H^I?f=c^db??_。^?-?t?,=□:,hl?1????1〇5v?—.丨?‘????mpul?I?一一」-一^??工?-HV?(pulsed}?RF?? ̄?GND?output?output2??r^soq?R2=5〇n?R3=20〇n?R4=50Q?R5=10??C,=?C2=2.2/ir?C3=10nF?C4=220p/'?C5=50pF??L,=17/i//?L2=38.2^//??图2.5高功率脉冲电源设计原理示意图。??2.?3狭缝射流等离子体-腔衰荡(SjP-CRD)光谱实验装置??为了开展含硅分子的高分辨激光光谱,我们选择可以实现瞬态分子高效率制??备和高灵敏探测的脉冲狭缝射流等离子体-腔衰荡(Slit?jet?plasma?cavity?ring-down,??SJP-CRD)光谱技水,它不仅可以实现瞬态分f的高戎敏探测,I丨lj且吸收光谱的探??测仅仅与分子的吸收截面相关。不需要考虑分子的上能级是否存在预解离或系间??穿跃等快速的动力学过程,也不需要考虑分子激发到上态所福射的荧光寿命长短。??由于我们实验研究的体系为反应活性极高的瞬态分子,实验中所制备的分子不能??存储,大量制备的瞬态分子存在单分子反应或者与其他分子反应的损耗。实验中??我们通过脉冲放电技术制备高浓度的瞬态分子(?1〇12?molecules/cm3),然后采用脉??冲SjP-CRD光谱技术探测。因此,我们搭建了一套脉冲SjP-CRD光谱实验装置,??如图2.6所示。包括真空腔体系统、光衰荡腔系统、激光光源系统、时序控制系??统、射流冷却的瞬

【参考文献】:
期刊论文
[1]沉积盆地“源-汇”系统研究新进展[J]. 徐长贵,杜晓峰,徐伟,赵梦.  石油与天然气地质. 2017(01)



本文编号:3519995

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