[發明專利]一種多維可調的分子準直實驗系統

有效

• 申請號: 201810182890.0
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108195761B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 段逸群;劉玉柱;顏逸輝;尹文怡
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明是一種多維可調的分子準直實驗系統，包括光路系統和進樣系統，其中光路系統包括激光器以及其他光學元件，激光器發出的入射光路依次通過兩塊半透半反光鏡形成第一光路、第二光路和第三光路，其中第一光路依次通過倍頻區、偏振調節器、聯合調節系統后匯入出射光路，第二光路依次通過延遲調節平臺、展寬鏡、偏振調節器和光闌后匯入出射光路，第三光路依次通過延遲調節平臺、倍頻區、偏振調節器、聯合調節系統后匯入出射光路，出射光路穿過進樣系統的真空準直室射入吸光室，在真空準直室中出射光路與分子樣品相互作用，分子樣品則依次通過極低溫恒溫器、準備室和六極管射入真空準直室最終在速度成像系統上顯示實驗結果。

技術領域

本發明是涉及激光物理實驗器材領域，具體的說是一種多維可調的分子準直實驗系統。

背景技術

分子取向的控制在分子的光電離與光解離、高次諧波產生以及阿秒科學等研究領域都有重要的應用。在1995年，Friedrich和Herschback提出了可以通過一個強的非共振激光場實現分子取向，這一階段使用的激光脈沖的脈沖時間大于分子的轉動周期，分子在激光脈沖的最強時刻取向程度最好，脈沖結束后則恢復混亂狀態，即非絕熱取向。之后隨著研究的深入，有學者提出了使用一束超短激光脈沖，其脈沖時間遠遠小于分子的轉動周期，作用與分子之上。在脈沖結束之后，分子出現周期性的取向現象，即絕熱取向。

現有的實驗裝置多是采用基于超聲分子束技術將樣品噴入六極桿。分子經過轉動態的選擇后，被送入真空反應室。而激光器發出的一束超短脈沖被分為兩束，第一束能量較低，經過能量調節和偏振方向調節后射入反應室，與分子發生作用。而第二束能量較大，被引入延時t，經過展寬和偏振方向調節后射入反應室。此時分子已經開始周期性取向，這一束大能量激光將分子擊碎，而碎片被電極加速，打在熒光板上進行離子速度成像，以用來分析作用開始t時間后分子的取向情況。

但是由于單脈沖的激光強度不能太高，因此取向的程度受到限制。于是又有學者提出使用兩束有時間延遲的激光脈沖進行控制，并對兩束脈沖的強度比、頻率、延遲時間以及環境溫度等參數進行最優化，實現最大程度的分子取向。之后基于雙脈沖的相關理論研究也便開展起來了，而計算結果也表明這一方法確實能夠大幅度提高分子取向的程度。然而現有的分子準直實驗裝置雖能實現絕熱取向并進行測量，但多是針對單脈沖的實驗進行的設計，無法進行雙脈沖實驗及雙脈沖實驗下多參數的可調節。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種多維可調的分子準直實驗系統，該種分子準直實驗系統，能夠實現單脈沖和雙脈沖兩種實驗模式，以及在不增加新的激光器的基礎上，雙脈沖模式下多參數的可調節。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種多維可調的分子準直實驗系統，其特征是：包括光路系統和進樣系統，所述的光路系統包括激光發生器，所述的激光發生器射出激光形成入射光路，所述的入射光路通過第一半透半反鏡，反射形成第二光路，透過第一半透半反鏡的激光再次通過第二半透半反鏡，反射形成第三光路，透過形成第一光路；

所述的第一光路依次通過倍頻區、偏振調節器、聯合調節系統匯入出射光路，所述的第二光路依次通過位移平臺、展寬鏡、偏振調節器、光闌匯入出射光路，所述的第三光路依次通過位移平臺、倍頻區、偏振調節器、聯合調節系統匯入出射光路；

所述的位移平臺可引入時間延遲，所述的偏振調節器可調節激光偏振狀態，所述的倍頻區可調節第一光路和第三光路的脈沖頻率比，所述的聯合調節系統可調節脈沖強度；

所述的進樣系統包括樣品室，所述的樣品室通過真空隔熱管道與極低溫恒溫器連接，所述的極低溫恒溫器通過真空隔熱管道與準備室連接，所述的準備室通過真空隔熱管道與六極桿連接，所述的六極桿的出口連接有真空準直室，所述的真空準直室內遠離六極桿的一側設置有速度成像系統，所述的真空準直室的側面相對設置有一組窗口，所述的出射光路穿過兩個窗口射入吸光室，所述的出射光路與真空準直室內的分子運動路徑相互正交；