Polyatomic 급진적인 양이온으로 강한 분야 단 열 이온화에 초고속 진동 일관성의 측정

1960 년대에는 레이저의 발명, 선택적으로 분자에서 화학 결합을 끊기의 목표는 이후 화학자 및 물리학자의 오랜 꿈. 둘 다 조정 하는 기능 레이저 주파수와 강도 관련 된 진동 주파수^{1,2,3,4에서 선택적 에너지 흡 광도 통해 대상 채권의 직접 분열 수 있도록 믿어} . 그러나, 초기 실험 intramolecular 진동의 재분배는 분자 동안 흡수 에너지 자주 약한 본드^4,5의 비 선택적 분열 결과 발견. 그것은 때까지 펨의 개발 펄스 레이저 및 펌프-프로브 기법⁶ 후반에 일관 된 진동 상태, 또는 “웨이브 패킷” 조작 지시 하는 1980 년대 활성화 본드 분열 및 다른 성공적인 제어 목표^6,,78. 펌프-프로브 측정, 어떤 점에서 “펌프” 펄스 준비 상태 또는 이후 시간 지연 “프로브” 맥 박에 의해 흥분 하는 이온, 분자^{9, 초고속 프로세스를 공부에 대 한 가장 널리 사용 되는 기술 중 하나를 유지합니다 10,11,12,13,14,15,,1617,18, 19,20}.

초고속 분리 이온화 펌프에 의해 대상 분자의 비선택적 분열에서 발생 하는 대량 spectrometric 탐지를 결합 하는 펌프-프로브 여기를 사용 하 여 polyatomic 급진적인 양이온의 역학을 공부 하 고 중요 한 제한 800 nm^21,,2223의 Ti:Sapphire 파장에서 펄스. 이 초과 nonadiabatic multiphoton 이온화에서 결과 분열과 여기 파장 근처-적외선으로 이동 하 여 완화 될 수 있습니다 (예., 1200-1500 nm)^{22,,2324, 25}. 이 더 긴 파장에서의 단 전자 터널링 이온화 multiphoton 여기 상대적인 기여^22,23처리 합니다. 단 터널링 작은 초과 에너지는 분자 및 양식을 주로 “차가운” 바닥 상태 분자 이온^19,22,23를 부여. 우리의 이전 작품의 근 적외선 여기 사용 일관 된 진동 업무가, 또는 “웨이브 패킷” 800 nm 여기¹⁹,^{에 비해 polyatomic 급진적인 양이온에의 준비 향상을 보여주었다합니다 20}. 이 작품에는 화학 전 대리인 simulant 디 메 틸 methylphosphonate (DMMP) 1500 nm와 800을 사용 하 여 펌프-프로브 측정 multiphoton 및 터널링 기부금에 의해 지배 하는 강력한 필드 이온화의 차이 보여주는 것입니다 nm 펌프 한 파장

우리의 펌프-프로브 실험에서 ultrashort 레이저 펄스의 쌍 이며 시간 지연, 재결합, 비행 시간 질량 분석기에 초점을 우리의 설치 그림 1에서 같이. 이러한 실험 필요 Ti:Sapphire 재생 증폭기 제작 > 2 엠 제이, 800 nm, 30 fs 펄스. 앰프 출력 90: 10 (%r: %T) 빔 스플리터, 어디 대부분의 에너지는 펌프 광 파라메트릭 증폭기 (OPA) 1200-1600 nm, 100-300 µJ, 20-30 fs 펄스의 생성에 대 한에 분할 됩니다. IR 펌프 광속의 직경은 22 m m와 5.5 m m 및 창포를 사용 하 여 코드 다운 조명을 800 nm 프로브 광속의 직경에 확장 됩니다. 이 collimations는 훨씬 작은 광속 허리 (9 µ m) 프로브 빔 (30 µ m), 보다 모든 이온 이온화 펌프 펄스 동안 시간 지연 조사 맥 박에 의해 흥분 되도록 펌프 빔 초점에 결과. 우리의 실험의 목표는 집중 된 광속의 가장자리 근처 낮은 농도 에서도 형성 될 수 있는 부모 분자 이온의 역학이이 구성을 사용 합니다. 우리는 더 높은 흥분 이온 종의 역학 관심의 경우, 다음 프로브 빔 직경 여야 한다 펌프의 그것 보다 더 작은 주의.

펌프와 프로브 펄스 collinearly 전파 하 고와 일리-맥 라 렌 시간의 비행 질량 분 서 계 (TOF-MS)²⁶ (그림 2)의 추출 영역에 초점을 맞추고 있다. 분자 샘플 된 유리병에는 입구에 부착 하 고 진공 열. 이 설치 있어야 조사 분자를 0이 아닌 증기 압력; 낮은 증기 압력, 분자에 대 한 유리병이 열 될 수 있습니다. 실로 가스 샘플의 흐름 두 변수 누설 밸브에 의해 제어 됩니다. 샘플 추출 지역²⁷에 대상 분자의 로컬 높은 농도 제공 1/16″스테인레스 스틸 튜브 약 1 cm 레이저 초점 (그림 2)에서 통해 챔버를 입력 합니다. 추출 접시는 동쪽으로 향하게 하는 0.5 m m 슬릿 레이저 전파 및 이온 경로에 직각. 펌프 빔의 레일리 범위 약 2 m m 이므로이 슬릿은 중앙 초점 볼륨 강도 높은 추출 접시²⁸통과에서 생성 된 이온만을 허용 하는 필터를 제공 합니다. 이온 Z-갭 마이크로 채널 격판덮개 (MCP) 검출기²⁹, 검색 하 고 일반적인 상업 Ti:Sapphire 레이저의 1 kHz 반복 속도로 1 g h z 디지털 오실로스코프 기록에 도달 1 m 필드 무료 드리프트 튜브를 입력 합니다.