[發(fā)明專利]一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210698611.2
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114937587A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)K雅拉吐;黃美容;王德鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古民族大學(xué)
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/06;H01J49/24;H01J49/00;H01J49/02;G01N27/626;G01N27/64
• 代理公司: 北京盛詢知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 馬文巧

本發(fā)明公開一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，包括：高真空腔體，高真空腔體上設(shè)置有激光導(dǎo)入窗和激光導(dǎo)出窗；液氮冷井固接并連通在高真空腔體的頂端；克努森爐分子束系統(tǒng)設(shè)置在高真空腔體的下方并與液氮冷井上下對應(yīng)設(shè)置；離子透鏡系統(tǒng)設(shè)置在高真空腔體一端的內(nèi)腔；激光器系統(tǒng)包括與激光導(dǎo)入窗連通的發(fā)射器和與激光到處窗口連通的收集桶；離子探測器固定安裝并連通在高真空腔體遠(yuǎn)離離子透鏡系統(tǒng)的一端。本發(fā)明通過反推帶電衰變產(chǎn)物產(chǎn)生初期的速度分布，從圖像中提取出速度分布和分子數(shù)密度信息，獲得分子反應(yīng)動/熱力學(xué)信息，簡化了計(jì)算過程，效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光解動力學(xué)和熱力學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)。

背景技術(shù)

離子速度成像，是研究氣相離子束流性質(zhì)的主要方法。當(dāng)通過光解離產(chǎn)生的離子束流在克努森爐內(nèi)加熱后經(jīng)過小孔溢出時會進(jìn)行有限或劇烈的相互碰撞，因此將離子氣體的熱能轉(zhuǎn)化為束流的動能，通過對離子束流的速度分度和角分布的測量，可以了解光解離的主要過程及反應(yīng)產(chǎn)物。目前，離子速度成像系統(tǒng)可以將有一定的空間分布、具有相同速度矢量的離子能夠打在探測器同一位置，雖然較早期實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比大大提高了速度分辨率，但是僅將反應(yīng)產(chǎn)物投影在二維探測器的表面，再經(jīng)過數(shù)值演算方法從二維圖像中反推出反應(yīng)產(chǎn)物的原始三維空間分布，這種方法對反應(yīng)過程的要求較高，需要原始的三維空間必須是軸對稱分布的，才能進(jìn)行重構(gòu)，反之?dāng)?shù)值演算方法將非常復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種激光誘導(dǎo)離子速度成像的質(zhì)譜儀系統(tǒng)，包括：

高真空腔體，所述高真空腔體上設(shè)置有激光導(dǎo)入窗和激光導(dǎo)出窗，所述激光導(dǎo)入窗和所述激光導(dǎo)出窗呈180°角對應(yīng)設(shè)置；

液氮冷井，所述液氮冷井固接并連通在所述高真空腔體的頂端；

克努森爐分子束系統(tǒng)，所述克努森爐分子束系統(tǒng)設(shè)置在所述高真空腔體的下方并與所述液氮冷井上下對應(yīng)設(shè)置；

離子透鏡系統(tǒng)，所述離子透鏡系統(tǒng)設(shè)置在所述高真空腔體一端的內(nèi)腔；所述離子透鏡系統(tǒng)分別與所述激光導(dǎo)入窗、所述激光導(dǎo)出窗、所述克努森爐分子束系統(tǒng)和所述液氮冷井對應(yīng)設(shè)置；

激光器系統(tǒng)，所述激光器系統(tǒng)包括與所述激光導(dǎo)入窗連通的發(fā)射器和與所述激光導(dǎo)出窗連通的收集桶；

離子探測器，所述離子探測器固定安裝并連通在所述高真空腔體遠(yuǎn)離所述離子透鏡系統(tǒng)的一端。

優(yōu)選的，所述離子透鏡系統(tǒng)包括與所述高真空腔體一端固定安裝的第一法蘭，所述第一法蘭朝向所述高真空腔體的一端固接有電極組件，所述電極組件中心構(gòu)成與所述高真空腔內(nèi)腔連通的離子束運(yùn)動通道；所述電極組件的外壁套設(shè)有陶瓷套筒，所述陶瓷套筒上分別開設(shè)有離子入射孔、離子出射孔、激光入射孔和激光出射孔；所述離子入射孔與所述克努森爐分子束系統(tǒng)出口對應(yīng)設(shè)置，所述離子出射孔與所述液氮冷井底端連通，所述激光入射孔與所述激光導(dǎo)入窗對應(yīng)設(shè)置，所述激光出射孔與所述激光導(dǎo)出窗對應(yīng)設(shè)置。

優(yōu)選的，所述電極組件包括與所述第一法蘭中心固接的真空電極和依次固接的純銅電極板，靠近所述第一法蘭的純銅電極板與所述第一法蘭固接；所述純銅電極板的中心開設(shè)有通孔；所述通孔與所述真空電極對應(yīng)設(shè)置；若干所述通孔連通構(gòu)成所述離子束運(yùn)動通道；所述陶瓷套筒套設(shè)在所述純銅電極板的外壁。

優(yōu)選的，所述離子入射孔、所述離子出射孔、所述激光入射孔和所述激光出射孔位于同一圓環(huán)上；所述離子入射孔位于靠近所述第一法蘭的第五塊所述純銅電極板與第六塊所述純銅電極板之間。

優(yōu)選的，相鄰的所述純銅電極板之間設(shè)置有陶瓷墊片；所述純銅電極板的數(shù)量為17個，靠近所述第一法蘭的5個所述純銅電極板的所述通孔直徑為10mm，剩余的12個所述純銅電極板的所述通孔直徑為30mm。