基于光电子衍射的分子成像方法优化

发布时间：2021-02-03 09:47

　　气体分子的超快精密成像是物质结构探索中的重难点,也是一种研究物理、化学、生物医学等领域上中很多基础问题的重要方法。由于气体中分子密度低,要想获得充足的光学信号就必须要求激光有极高的光子数密度和光与分子有较高的信号产率。随着新一代X射线自由电子激光（XFEL）技术的发展,我们可以使一束近光速运动的电子束,经过一排周期性改变方向的磁体,即波荡器,产生10 fs量级脉冲长度,包含1013个相干光子的超强超短激光。利用光电子衍射,我们可以获得比光子衍射高5-6个数量级的衍射信号。因此研究X射线自由电子激光激发的光电子衍射信号,我们有机会对于气体分子做超快成像。光电子衍射就是电子首先吸收光子发生激发,然后发生衍射的一个过程。依靠电子波包在传播过程中是否被周围原子散射,我们将电子波包分为未散射的直接波和散射后的散射波,最终光电子衍射谱是直接波和散射波的干涉作用的结果。如果可以从光电子衍射谱分析两波之间的相位差,就可以反推出散射电子的原子所处位置。我们用散射因子来描述物质对于波的散射效果,不同于对于光子的散射,原子对于电子的散射会使得电子波相位发生改变,即原子对于电子的散射因子带明显相位。如果我们用... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 X射线自由电子激光
    1.2 基于不同物理过程的成像方法
        1.2.1 X射线衍射
        1.2.2 电子衍射
        1.2.3 光电子衍射
    1.3 全息技术
        1.3.1 光学全息
        1.3.2 光电子全息
    1.4 分子准直和取向
        1.4.1 绝热和非绝热准直
    1.5 文章架构和创新点
        1.5.1 文章架构
        1.5.2 文章创新点
第二章 理论模型和方法
    2.1 散射模型
    2.2 电子散射因子
        2.2.1 Muffin-tin模型
        2.2.2 软件ELSEPA
    2.4 软件ePolyScat
    2.5 反解方法
        2.5.1 多参数拟合
        2.5.2 Helmholtz-Kirchhoff变换
    2.6 散射因子相位影响
第三章 固定取向分子模拟结果
    3.1 光电子全息谱
    3.2 优化前后HK变换结果比较
    3.3 ePolyScat的光电子谱分析
    3.4 圆偏光的结果
第四章 分子取向影响
    4.1 分子取向时间演化
    4.2 不同取向的信号叠加
    4.3 碘分子固定取向
    4.4 不同取向度情况
    4.5 其他方案
第五章 总结展望
    5.1 总结
    5.2 展望
攻读硕士学位期间科研成果
致谢
参考文献



本文编号：3016297