六极杆设备升级改造及不对称陀螺分子Stark效应计算

发布时间：2021-08-09 13:16

　　在原子与分子的研究中,利用量子态进行分子的空间操控这一前沿课题是目前被广泛关注的热点之一。利用对分子的空间操控,实现分子的转动态选择、准直与取向,对原子与分子的相关实验具有积极重要的影响。量子操控后的分子体系被广泛的应用于电离解离、电子衍射、高次谐波产生等研究领域。分子的准直与取向可以在磁场、电场、激光场中实现,也可以将这几种场进行组合。所用方法不同,分子准直与取向的效果也各不相同。我们课题组使用的是转动态选择结合激光技术实现对分子的转动态选择、准直与取向,并进行相关分子的电离解离过程或光电子成像等实验。我们主要使用六极杆设备实现对分子进行转动态选择。为了提高实验装置性能,优化实验结果,本次我们对原有的六极设备进行了升级与改造。本文对其升级与改造过程及原理进行了详细介绍。首先是束源室,在原来的基础上加入了一段长为200mm的新腔体（即缓冲室）并配备了高性能的分子泵,以实现二级真空差分,优化分子束。在六极室,重新设计加工制作了三套长度相同,直径不同的可替换的六极杆装置,并在原有的基础上加长了六极杆的长度,增强了分子在六极杆中的作用距离。同时在六极杆中间以及六极装置尾端加入Beamstop... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1分子随机分布分子准直分子取向从图2.1中可以看出，准直是：分子延某一方向排列，是“端对端”，“头”

拗疲???说缂??仓?蔚摹Ｋ?慕峁故疽馔嘉?和?2.2 六极杆结构示意图2.2.1 六极杆装置内电场分布下面给出了理想六极杆装置与圆杆六极杆装置内电场。对于理想六极杆相邻间的电势在+U0和-U0之间交替变换。如图 2.3 所示：R0r(x , y) -U0U0-U0-U0U0U0图 2.3 理想六极杆内部电势图电势与电场大小为：30 0U ( r , ) U ( r / R) cos3 (2.1)3 20 0E (3U / R )r(2.2)0U 是：电极电压，0R 是：内切圆半径，r 是：（x，y）六极装置横切平面内的向量， 是：r 与 x 轴夹角。在实际中，圆杆六电极装置的电势为： 3(2 1)000( , ) cos 3(2 1)nnnrU r U c nr (2.3)

第二章 基本原理=0，1，2......，nc 是待定系数，nc 与六极杆直径、六极杆分布的有关。以上电势分布是 Laplace 方程 2= 0 的解的多级展开，e 进行具体求解。通过计算可以求解出圆杆六极场中的电场分布为22 2 12 2 24 6 12 0 1 2 0 1 0 2 1 230( 9 25 6 cos6 10 cos12 30 r sqrt c c c c c c c c cr 0 r /r。下面是刘福春老师经计算模拟得到的，六极杆半径与六极圆的半径比值为 0.5 时，圆杆六电极装置内的势能与电场分布图[3

【参考文献】：
博士论文
[1]非绝热准直卤代甲烷分子的电离产额及其光电子成像研究[D]. 赫兰海.吉林大学 2016
[2]分子在外场中转动态选择和准直、取向研究[D]. 刘福春.吉林大学 2006

硕士论文
[1]静电六极杆装置的优化方案[D]. 栾壮.吉林大学 2012



本文编号：3332136