超快反应显微成像谱仪研制及其在He、N 2 O电离/解离实验研究中的应用
发布时间：2022-12-08 19:31
基于高次谐波过程得到的极紫外激光处于大部分原子、分子的电离能区,由于其极短的脉冲特性(10-15～10-18s),为在极短的时间尺度上研究原子、分子及其内部电子的超快动力学过程提供了前所未有的实验条件。目前,反应显微成像谱仪是研究光与原子、分子碰撞反应过程最先进、最有效的一种实验装置,它在保证测量精度的前提下能够对反应产物进行4π立体角收集。通过测量所有反应产物的三维动量,它可以对碰撞反应进行全微分测量。本论文工作设计,并建立了一套适用于极紫外激光与原子、分子气体靶相互作用的反应成像谱仪装置。该装置主要由真空系统、多级差分超音速冷靶、飞行时间谱仪、位置灵敏探测器和亥姆霍兹线圈组成。文中对谱仪的各个部分的进行了详细的介绍。通过重构电子、离子的动量,分析了影响电子、离子三维动量重构的实验参数。以CO2+→C++O+两体解离为例,通过“切片法”和“KER～法”介绍了动量重构过程中各个参数（飞行时间、飞行时间谱仪电压、位置坐标）的获取和校准方法,为后续开展碰撞实验提供了技术支持。使用该...
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 光与原子、分子相互作用过程
1.2 光与原子、分子相互作用探测装置
1.2.1 光谱学实验装置
1.2.2 动力学实验装置
1.3 论文内容与结构
第2章 超快实验装置系统
2.1 超快飞秒激光系统
2.1.1 振荡器
2.1.2 放大器
2.2 极紫外激光系统
2.2.1 极紫外激光产生原理
2.2.2 极紫外激光传输装置
2.3 反应显微成像谱仪装置
2.3.1 真空系统
2.3.2 超音速冷靶
2.3.3 飞行时间谱仪
2.3.4 位置灵敏探测器
2.3.5 亥姆霍兹线圈
2.4 本章小结
第3章 数据获取及处理
3.1 数据获取系统
3.1.1 电子学系统
3.1.2 MBS获取系统
3.2 数据处理
3.2.1 电子三维动量重构
3.2.2 离子三维动量重构
3.2.3 两体解离动能释放
3.3 刻度校准
3.3.1 电子动量校准
3.3.2 离子动量校准
3.4 本章小结
第4章 He单光子单电离实验
4.1 研究背景
4.2 结果与讨论
4.2.1 He单电离实验结果
4.2.2 N_2单电离实验结果
4.3 本章小结
第5章 N_2O、O_2单光子双电离解离实验
5.1 研究背景
5.2 结果与讨论
5.2.1 N_2O_(2+)两体解离过程的KER
5.2.2 O_2~(2+)两体解离过程的KER与角分布
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 原子单位制
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]50 keV/u Ne8+与CO转移电离反应中分子轴取向效应测量[J]. 高永,张少峰,朱小龙,闫顺成,冯文天,张瑞田,郭大龙,李斌,汪寒冰,黄忠魁,海帮,张敏,马新文. 原子核物理评论. 2016(04)
[2]自由电子激光场中原子分子实验研究进展[J]. 冯赫,张逸竹,江玉海. 激光与光电子学进展. 2016(01)
[3]强场原子分子物理实验研究中的符合测量技术及其应用[J]. 吴成印,吴聪,刘显荣,吴志峰,解西国,杨煜东,刘鸿,黎敏,邓勇开,刘运全,龚旗煌. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(10)
[4]反应显微成像谱仪动量及能量分辨因素分析[J]. 郭大龙,马新文,冯文天,张少锋,朱小龙. 物理学报. 2011(11)
[5]碰撞阈值下氩原子非次序双电离[J]. 张东玲,汤清彬,余本海,陈东. 物理学报. 2011(05)
[6]基于微通道板的多击响应位置灵敏探测器[J]. 许慎跃,马新文,闫顺成,朱小龙,刘惠萍,张少锋,冯文天,李斌,孟令杰. 核电子学与探测技术. 2009(01)
[7]离子与原子碰撞多体动力学过程成像研究[J]. 马新文,朱小龙,刘惠萍,李斌,张少锋,曹士娉,冯文天,许慎跃. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(01)
[8]电子成像均匀约束磁场的产生及测试分析[J]. 冯文天,马新文,刘惠萍,陈兰芳,李斌,曹士娉. 物理学报. 2007(07)
[9]超音速冷靶的性质与应用[J]. 张少锋,马新文,刘惠萍,李斌,朱小龙. 中国科学G辑:物理学、力学、天文学. 2006(05)
[10]延迟线阳极微通道板两维成像探测器[J]. 朱小龙,马新文,沙杉,刘惠萍,魏宝仁,汪正林,曹士娉,钱东斌. 核电子学与探测技术. 2004(03)
博士论文
[1]基于飞秒瞬态吸收光谱的尿嘧啶激发态动力学研究[D]. 华心仲.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2016
[2]中能He2+与Ar及CO碰撞动力学实验研究[D]. 高永.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[3]XUV激光小分子光解动力学和离子光谱[D]. 周义勇.清华大学 2014
[4]基于阿秒瞬态吸收光谱的电子超快动力学实验研究[D]. 王小伟.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]利用飞秒瞬态时间分辨率吸收光谱对有机太阳能电池的光电转化机理研究[D]. 蔡佳林.河北大学 2015
本文编号：3713998
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 光与原子、分子相互作用过程
1.2 光与原子、分子相互作用探测装置
1.2.1 光谱学实验装置
1.2.2 动力学实验装置
1.3 论文内容与结构
第2章 超快实验装置系统
2.1 超快飞秒激光系统
2.1.1 振荡器
2.1.2 放大器
2.2 极紫外激光系统
2.2.1 极紫外激光产生原理
2.2.2 极紫外激光传输装置
2.3 反应显微成像谱仪装置
2.3.1 真空系统
2.3.2 超音速冷靶
2.3.3 飞行时间谱仪
2.3.4 位置灵敏探测器
2.3.5 亥姆霍兹线圈
2.4 本章小结
第3章 数据获取及处理
3.1 数据获取系统
3.1.1 电子学系统
3.1.2 MBS获取系统
3.2 数据处理
3.2.1 电子三维动量重构
3.2.2 离子三维动量重构
3.2.3 两体解离动能释放
3.3 刻度校准
3.3.1 电子动量校准
3.3.2 离子动量校准
3.4 本章小结
第4章 He单光子单电离实验
4.1 研究背景
4.2 结果与讨论
4.2.1 He单电离实验结果
4.2.2 N_2单电离实验结果
4.3 本章小结
第5章 N_2O、O_2单光子双电离解离实验
5.1 研究背景
5.2 结果与讨论
5.2.1 N_2O_(2+)两体解离过程的KER
5.2.2 O_2~(2+)两体解离过程的KER与角分布
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 原子单位制
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]50 keV/u Ne8+与CO转移电离反应中分子轴取向效应测量[J]. 高永,张少峰,朱小龙,闫顺成,冯文天,张瑞田,郭大龙,李斌,汪寒冰,黄忠魁,海帮,张敏,马新文. 原子核物理评论. 2016(04)
[2]自由电子激光场中原子分子实验研究进展[J]. 冯赫,张逸竹,江玉海. 激光与光电子学进展. 2016(01)
[3]强场原子分子物理实验研究中的符合测量技术及其应用[J]. 吴成印,吴聪,刘显荣,吴志峰,解西国,杨煜东,刘鸿,黎敏,邓勇开,刘运全,龚旗煌. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(10)
[4]反应显微成像谱仪动量及能量分辨因素分析[J]. 郭大龙,马新文,冯文天,张少锋,朱小龙. 物理学报. 2011(11)
[5]碰撞阈值下氩原子非次序双电离[J]. 张东玲,汤清彬,余本海,陈东. 物理学报. 2011(05)
[6]基于微通道板的多击响应位置灵敏探测器[J]. 许慎跃,马新文,闫顺成,朱小龙,刘惠萍,张少锋,冯文天,李斌,孟令杰. 核电子学与探测技术. 2009(01)
[7]离子与原子碰撞多体动力学过程成像研究[J]. 马新文,朱小龙,刘惠萍,李斌,张少锋,曹士娉,冯文天,许慎跃. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(01)
[8]电子成像均匀约束磁场的产生及测试分析[J]. 冯文天,马新文,刘惠萍,陈兰芳,李斌,曹士娉. 物理学报. 2007(07)
[9]超音速冷靶的性质与应用[J]. 张少锋,马新文,刘惠萍,李斌,朱小龙. 中国科学G辑:物理学、力学、天文学. 2006(05)
[10]延迟线阳极微通道板两维成像探测器[J]. 朱小龙,马新文,沙杉,刘惠萍,魏宝仁,汪正林,曹士娉,钱东斌. 核电子学与探测技术. 2004(03)
博士论文
[1]基于飞秒瞬态吸收光谱的尿嘧啶激发态动力学研究[D]. 华心仲.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2016
[2]中能He2+与Ar及CO碰撞动力学实验研究[D]. 高永.中国科学院研究生院(近代物理研究所) 2016
[3]XUV激光小分子光解动力学和离子光谱[D]. 周义勇.清华大学 2014
[4]基于阿秒瞬态吸收光谱的电子超快动力学实验研究[D]. 王小伟.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]利用飞秒瞬态时间分辨率吸收光谱对有机太阳能电池的光电转化机理研究[D]. 蔡佳林.河北大学 2015
本文编号：3713998
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