CN107507754B - 一种用于研究离子光激发后产物的方法 - Google Patents

一种用于研究离子光激发后产物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107507754B
CN107507754B CN201710695817.9A CN201710695817A CN107507754B CN 107507754 B CN107507754 B CN 107507754B CN 201710695817 A CN201710695817 A CN 201710695817A CN 107507754 B CN107507754 B CN 107507754B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
ion
electrode group
voltage
focusing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710695817.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107507754A (zh
Inventor
傅晶晶
王瑞敏
张向平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linshu Dushu Yizhi Fuhua Trade Co ltd
Original Assignee
Jinhua Polytechnic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinhua Polytechnic filed Critical Jinhua Polytechnic
Priority to CN201710695817.9A priority Critical patent/CN107507754B/zh
Publication of CN107507754A publication Critical patent/CN107507754A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107507754B publication Critical patent/CN107507754B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0004—Imaging particle spectrometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/40—Time-of-flight spectrometers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

本发明涉及光电子技术及分子动力学领域，一种用于研究离子光激发后产物的方法，离子束片段进入低温冷屏；质量选择电极组II上施加单斜率的电压并按同一斜率递增；待离子束片段通过聚焦电极组后，在其上施加脉冲电场，使聚焦电极上电压依次递增；离子和激光相互作用产生离子碎片和光电子；离子碎片飞向聚焦电极组并被反射，在聚焦电极I上施加电压，经过静电偏向器偏向后飞向离子探测器II，离子碎片中的中性碎片飞向离子探测器I，光电子到达光电倍增管阵列的输入面；在输入面与输出面之间施加电压脉冲；测试装置对某种离子的时间分辨率；设置激光脉冲与高压脉冲的时间间隔，探测到即时发射电子和延迟发射电子；比较带电离子碎片及光电子信息。

Description

一种用于研究离子光激发后产物的方法
技术领域
本发明涉及光电子成像技术领域及分子反应动力学领域，特别是一种能同时测量带电碎片和中性碎片的一种用于研究离子光激发后产物的方法。
背景技术
用于研究光激发的粒子速度成像装置中通常需要有离子束存储装置，静电离子束存储装置通常由两组电极组成，其优点之一是离子的方向性好且能量高，用于探测由光子或电子诱导的反应或衰减而产生的离子碎片。但是，对于直线型静电离子束存储装置，在某些探测离子碎片的实验中上述优点受到限制，其中中性碎片能够通过离子束存储装置的其中一侧的电极组离开离子存储区域，并在存储区域外被探测到，对于带电的碎片，不会离开离子束存储装置，但是由于其不再满足稳定俘获的条件因此会很快消失。为了能够探测与俘获离子带同样电荷的碎片。另外，在某些离子体系中，根据非绝热耦合，由光激发而得到的电子能量以其振动自由度分布；当振动能量重新转化为电子能量时，电子从体系中发射出来，这个过程相对于光激发的过程是有微秒量级的延迟的，但是，现有技术缺陷是，在大多数现有的光电子能谱实验中，只能获得即时的电子发射的相关实验数据，却无法探测延时发射电子并得到其相关信息，所述一种用于研究离子光激发后产物的方法能解决问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明在直线型静电离子束存储装置的基础上增加了一个静电偏向器来使稳定的离子轨迹偏转，以实现同时测量带电碎片和中性碎片，另外，本发明对光电倍增管阵列的输入面与输出面之间施加脉冲电压来达到一定的时间分辨率，以区分光激发后即时电子发射与延迟的电子发射。
本发明所采用的技术方案是：
所述一种用于研究离子光激发后产物的方法，用于研究离子光激发后产物的装置位于超高真空环境中，主要包括离子源、加速器、飞行时间质谱、粒子质量选择器、低温冷屏、离子束入口、由聚焦电极I、聚焦电极II、聚焦电极III、聚焦电极IV、聚焦电极V组成的聚焦电极组、静电偏向器、由电极I、电极II、电极III、电极IV、电极V组成的质量选择电极组I、由电极VI、电极VII、电极VIII、电极IX、电极X组成的质量选择电极组II、激光入口、粒子出口I、离子探测器I、磁屏蔽罩、电子背景减少板、反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极、光电倍增管阵列、电子探测器、粒子出口II和离子探测器II，所述聚焦电极组、静电偏向器、质量选择电极组I、质量选择电极组II、磁屏蔽罩、电子背景减少板、反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极、光电倍增管阵列、电子探测器均位于所述低温冷屏内，所述电子背景减少板、反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极、光电倍增管阵列、电子探测器均位于所述磁屏蔽罩内，所述低温冷屏具有所述离子束入口、激光入口、粒子出口I和粒子出口II，所述反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极均为环形，所述电子背景减少板、反射板、离子修正板依次位于所述激光入口处内、且位于所述聚焦电极组和静电偏向器之间，激光能够通过所述激光入口穿过所述电子背景减少板、并于所述离子修正板中心上方处形成激光与离子的相互作用区域，所述作用区域正上方与所述离子修正板中心共轴依次安装有所述抽取电极、聚束电极、光电倍增管阵列、电子探测器，所述低温冷屏外侧正对所述离子束入口共轴依次安装有所述粒子质量选择器、飞行时间质谱、加速器、离子源，所述离子探测器I位于所述低温冷屏外侧正对所述粒子出口I处，所述离子探测器II位于所述低温冷屏外侧的所述粒子出口II处，所述聚焦电极组、质量选择电极组I和质量选择电极组II均为环形电极，所述聚焦电极组中电极的中心孔直径由聚焦电极I向聚焦电极V递增，所述质量选择电极组I中电极的中心孔直径由电极I向电极V递减，所述质量选择电极组II中电极的中心孔直径由电极VI向电极X递减，所述聚焦电极组位于离子束入口处内侧，所述质量选择电极组I位于粒子出口I处内侧，所述质量选择电极组II位于粒子出口II处内侧，所述质量选择电极组I和质量选择电极组II轴线之间夹角为30度，所述光电倍增管阵列具有输入面和输出面、且分别连接一个脉冲电压源的正负极，所述输入面朝向聚束电极，所述输入面和输出面的电压差超过一定值时，电子能够通过所述光电倍增管阵列并在所述电子探测器的对应位置产生信号，所述静电偏向器由两个共轴的球形电极组成、且位于所述聚焦电极组和质量选择电极组I之间，其内电极半径60mm、外电极半径75mm、外部有接地屏蔽罩，其外电极上具有透孔，当静电偏向器接地时，能够使沿所述聚焦电极组和质量选择电极组I的轴线运动的粒子通过，当静电偏向器加一定电压后，能够使带电粒子产生一定角度的偏向，离子修正板能够补偿由于反射板和抽取电极的电场导致的离子束轨迹的扭曲，在所述光电倍增管阵列的输入面与地线之间接入电容负载，能够在光电倍增管阵列的输入面施加电压脉冲的同时，降低电压脉冲对聚束电极的电压的影响，以避免电子运动轨迹的散焦。
所述一种用于研究离子光激发后产物的方法步骤为：
一.离子源产生离子，加速器上施加加速电压使离子加速，离子经过飞行时间质谱和粒子质量选择器的质量选择后，形成一个离子束片段，从离子束入口进入低温冷屏；
二.将聚焦电极组的电压设为零，将质量选择电极组I上的电压设为零，质量选择电极组II上施加单斜率的电压，使电极VI、电极VII、电极VIII、电极IX、电极X上的电压按照同一斜率递增、且电极X上的电压高于加速电极上的加速电压，静电偏向器上施加电压，使得离子束片段能够偏转进入质量选择电极组II；
三.待离子束片段通过聚焦电极组后，在聚焦电极组上施加脉冲电场，使聚焦电极V、聚焦电极IV、聚焦电极III、聚焦电极II、聚焦电极I上电压依次递增，离子运动至质量选择电极组II中，受到反向电压的作用作减速运动、并反向运动，使得向聚焦电极组运动；
四.被质量选择电极组II反射的前驱离子在离子修正板处附近的相互作用区域被激光照射，离子和激光相互作用产生离子碎片和光电子；
五.离子碎片飞向聚焦电极组并被反射，在聚焦电极I上施加电压，最终，离子碎片中与离子源产生的原始离子带有同样电荷的离子碎片，经过静电偏向器偏向后又通过质量选择电极组II飞向离子探测器II，离子碎片中的中性碎片通过质量选择电极组I飞向离子探测器I；同时，光电子经过抽取电极和聚束电极加速后到达光电倍增管阵列的输入面，聚束电极上施加电压峰值为500V；
六.在光电倍增管阵列的输入面与输出面之间施加电压1000V、周期1毫秒的电压脉冲，光电倍增管阵列输出面与电子探测器之间电势差稳定在2000V；
七.测试装置对某种离子的时间分辨率：粒子速度成像的探测效率正比于电子谱的积分，通过电子探测器得到的电子谱得出探测效率，使用示波器测量激光脉冲与高压脉冲的峰值之间的时间差t’，并以10ns为间隔改变t’，测得不同t’条件下的探测效率，得到粒子速度成像的探测效率曲线，横坐标为t’，并由此得出其半高峰宽t1，及峰值对应的横坐标t0；
八.将激光脉冲与高压脉冲的时间间隔设为t0，此时电子探测器探测到的为光激发后即时发射电子，而t1时间后电子探测器探测到的为光激发后延迟发射的电子；
九.比较不同时刻离子探测器II得到的带电离子碎片的信息、离子探测器I得到的中性碎片的信息以及电子探测器得到的光电子的信息，用于进行离子光激发后产物的研究。
测试装置对某种离子的时间分辨率的技术说明：由于粒子速度成像的探测效率正比于电子谱的积分，因此通过电子探测器得到的电子谱得出探测效率。使用示波器测量激光脉冲与高压脉冲的峰值之间的时间差t’，并以10ns为间隔改变t’，并测得不同t’条件下的探测效率，得到粒子速度成像的探测效率曲线，横坐标为t’，并由此得出其半高峰宽t1，及峰值t0。
本发明的有益效果是：
本发明使得能够进行带电碎片和中性碎片的同时测量，并且成本低、体积小、操作简单、离子束流方向性好；通过对光电倍增管阵列的输入面与输出面之间施加脉冲电压来达到高时间分辨，电子速度成像的时间分辨率高，能够分辨出即时电子发射和延时电子发射。
附图说明
下面结合本发明的图形进一步说明：
图1是本发明结构示意图。
图中，1.离子源，2.加速器，3.飞行时间质谱，4.粒子质量选择器，5.低温冷屏，6.离子束入口，7.聚焦电极组，7-1.聚焦电极I，7-2.聚焦电极II，7-3.聚焦电极III，7-4.聚焦电极IV，7-5.聚焦电极V，8.静电偏向器，9.质量选择电极组I，9-1.电极I，9-2.电极II，9-3.电极III，9-4.电极IV，9-5.电极V，10.质量选择电极组II，10-1.电极VI，10-2.电极VII，10-3.电极VIII，10-4.电极IX，10-5.电极X，11.激光入口，12.粒子出口I，13.离子探测器I，14.磁屏蔽罩，15.电子背景减少板，16.反射板，17.离子修正板，18.抽取电极，19.聚束电极，20.光电倍增管阵列，21.电子探测器，22.粒子出口II，23.离子探测器II。
具体实施方式
如图1是本发明结构示意图，用于研究离子光激发后产物的装置位于超高真空环境中，主要包括离子源(1)、加速器(2)、飞行时间质谱(3)、粒子质量选择器(4)、低温冷屏(5)、离子束入口(6)、由聚焦电极I(7-1)、聚焦电极II(7-2)、聚焦电极III(7-3)、聚焦电极IV(7-4)、聚焦电极V(7-5)组成的聚焦电极组(7)、静电偏向器(8)、由电极I(9-1)、电极II(9-2)、电极III(9-3)、电极IV(9-4)、电极V(9-5)组成的质量选择电极组I(9)、由电极VI(10-1)、电极VII(10-2)、电极VIII(10-3)、电极IX(10-4)、电极X(10-5)组成的质量选择电极组II(10)、激光入口(11)、粒子出口I(12)、离子探测器I(13)、磁屏蔽罩(14)、电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)、粒子出口II(22)和离子探测器II(23)，所述聚焦电极组(7)、静电偏向器(8)、质量选择电极组I(9)、质量选择电极组II(10)、磁屏蔽罩(14)、电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)均位于所述低温冷屏(5)内，所述电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)均位于所述磁屏蔽罩(14)内，所述低温冷屏(5)具有所述离子束入口(6)、激光入口(11)、粒子出口I(12)和粒子出口II(22)，所述反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)均为环形，所述电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)依次位于所述激光入口(11)处内、且位于所述聚焦电极组(7)和静电偏向器(8)之间，激光能够通过所述激光入口(11)穿过所述电子背景减少板(15)、并于所述离子修正板(17)中心上方处形成激光与离子的相互作用区域，所述作用区域正上方与所述离子修正板(17)中心共轴依次安装有所述抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)，所述低温冷屏(5)外侧正对所述离子束入口(6)共轴依次安装有所述粒子质量选择器(4)、飞行时间质谱(3)、加速器(2)、离子源(1)，所述离子探测器I(13)位于所述低温冷屏(5)外侧正对所述粒子出口I(12)处，所述离子探测器II(23)位于所述低温冷屏(5)外侧的所述粒子出口II(22)处，所述聚焦电极组(7)、质量选择电极组I(9)和质量选择电极组II(10)均为环形电极，所述聚焦电极组(7)中电极的中心孔直径由聚焦电极I(7-1)向聚焦电极V(7-5)递增，所述质量选择电极组I(9)中电极的中心孔直径由电极I(9-1)向电极V(9-5)递减，所述质量选择电极组II(10)中电极的中心孔直径由电极VI(10-1)向电极X(10-5)递减，所述聚焦电极组(7)位于离子束入口(6)处内侧，所述质量选择电极组I(9)位于粒子出口I(12)处内侧，所述质量选择电极组II(10)位于粒子出口II(22)处内侧，所述质量选择电极组I(9)和质量选择电极组II(10)轴线之间夹角为30度，所述光电倍增管阵列(20)具有输入面和输出面、且分别连接一个脉冲电压源的正负极，所述输入面朝向聚束电极(19)，所述输入面和输出面的电压差超过一定值时，电子能够通过所述光电倍增管阵列(20)并在所述电子探测器(21)的对应位置产生信号，所述静电偏向器(8)由两个共轴的球形电极组成、且位于所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组I(9)之间，其内电极半径60mm、外电极半径75mm、外部有接地屏蔽罩，其外电极上具有透孔，当静电偏向器(8)接地时，能够使沿所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组I(9)的轴线运动的粒子通过，当静电偏向器(8)加一定电压后，能够使带电粒子产生一定角度的偏向，离子修正板(17)能够补偿由于反射板(16)和抽取电极(18)的电场导致的离子束轨迹的扭曲，在所述光电倍增管阵列(20)的输入面与地线之间接入电容负载，能够在光电倍增管阵列(20)的输入面施加电压脉冲的同时，降低电压脉冲对聚束电极(19)的电压的影响，以避免电子运动轨迹的散焦。
所述一种用于研究离子光激发后产物的方法步骤为：
一.离子源(1)产生离子，加速器(2)上施加加速电压使离子加速，离子经过飞行时间质谱(3)和粒子质量选择器(4)的质量选择后，形成一个离子束片段，从离子束入口(6)进入低温冷屏(5)；
二.将聚焦电极组(7)的电压设为零，将质量选择电极组I(9)上的电压设为零，质量选择电极组II(10)上施加单斜率的电压，使电极VI(10-1)、电极VII(10-2)、电极VIII(10-3)、电极IX(10-4)、电极X(10-5)上的电压按照同一斜率递增、且电极X(10-5)上的电压高于加速电极上的加速电压，静电偏向器(8)上施加电压，使得离子束片段能够偏转进入质量选择电极组II(10)；
三.待离子束片段通过聚焦电极组(7)后，在聚焦电极组(7)上施加脉冲电场，使聚焦电极V(7-5)、聚焦电极IV(7-4)、聚焦电极III(7-3)、聚焦电极II(7-2)、聚焦电极I(7-1)上电压依次递增，离子运动至质量选择电极组II(10)中，受到反向电压的作用作减速运动、并反向运动，使得向聚焦电极组(7)运动；
四.被质量选择电极组II(10)反射的前驱离子在离子修正板(17)处附近的相互作用区域被激光照射，离子和激光相互作用产生离子碎片和光电子；
五.离子碎片飞向聚焦电极组(7)并被反射，在聚焦电极I(7-1)上施加电压，最终，离子碎片中与离子源产生的原始离子带有同样电荷的离子碎片，经过静电偏向器(8)偏向后又通过质量选择电极组II(10)飞向离子探测器II(23)，离子碎片中的中性碎片通过质量选择电极组I(9)飞向离子探测器I(13)；同时，光电子经过抽取电极(18)和聚束电极(19)加速后到达光电倍增管阵列(20)的输入面，聚束电极(19)上施加电压峰值为500V；
六.在光电倍增管阵列(20)的输入面与输出面之间施加电压1000V、周期1毫秒的电压脉冲，光电倍增管阵列(20)输出面与电子探测器(21)之间电势差稳定在2000V；
七.测试装置对某种离子的时间分辨率：粒子速度成像的探测效率正比于电子谱的积分，通过电子探测器得到的电子谱得出探测效率，使用示波器测量激光脉冲与高压脉冲的峰值之间的时间差t’，并以I0ns为间隔改变t’，测得不同t’条件下的探测效率，得到粒子速度成像的探测效率曲线，横坐标为t’，并由此得出其半高峰宽t1，及峰值对应的横坐标t0；
八.将激光脉冲与高压脉冲的时间间隔设为t0，此时电子探测器(21)探测到的为光激发后即时发射电子，而t1时间后电子探测器(21)探测到的为光激发后延迟发射的电子；
九.比较不同时刻离子探测器II(23)得到的带电离子碎片的信息、离子探测器I(13)得到的中性碎片的信息以及电子探测器(21)得到的光电子的信息，用于进行离子光激发后产物的研究。
测试装置对某种离子的时间分辨率的技术说明：由于粒子速度成像的探测效率正比于电子谱的积分，因此通过电子探测器得到的电子谱得出探测效率。使用示波器测量激光脉冲与高压脉冲的峰值之间的时间差t’，并以10ns为间隔改变t’，并测得不同t’条件下的探测效率，得到粒子速度成像的探测效率曲线，横坐标为t’，并由此得出其半高峰宽t1，及峰值t0。
本发明通过聚焦电极组、静电偏向器、两组质量选择电极组的结构保证了稳定的离子轨迹偏转，并实现同时测量带电碎片和中性碎片。另外，本发明对光电倍增管阵列的输入面与输出面之间施加脉冲电压来达到一定的时间分辨率，以区分光激发后即时电子发射与延迟的电子发射；装置成本低、体积小、操作简单、离子束流方向性好。

Claims (1)

1.一种用于研究离子光激发后产物的方法，用于研究离子光激发后产物的装置位于超高真空环境中，主要包括离子源(1)、加速器(2)、飞行时间质谱(3)、粒子质量选择器(4)、低温冷屏(5)、离子束入口(6)、由聚焦电极I(7-1)、聚焦电极II(7-2)、聚焦电极III(7-3)、聚焦电极IV(7-4)、聚焦电极V(7-5)组成的聚焦电极组(7)、静电偏向器(8)、由电极I(9-1)、电极II(9-2)、电极III(9-3)、电极IV(9-4)、电极V(9-5)组成的质量选择电极组I(9)、由电极VI(10-1)、电极VII(10-2)、电极VIII(10-3)、电极IX(10-4)、电极X(10-5)组成的质量选择电极组II(10)、激光入口(11)、粒子出口I(12)、离子探测器I(13)、磁屏蔽罩(14)、电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)、粒子出口II(22)和离子探测器II(23)，所述聚焦电极组(7)、静电偏向器(8)、质量选择电极组I(9)、质量选择电极组II(10)、磁屏蔽罩(14)、电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)均位于所述低温冷屏(5)内，所述电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)均位于所述磁屏蔽罩(14)内，所述低温冷屏(5)具有所述离子束入口(6)、激光入口(11)、粒子出口I(12)和粒子出口II(22)，所述反射板(16)、离子修正板(17)、抽取电极(18)、聚束电极(19)均为环形，所述电子背景减少板(15)、反射板(16)、离子修正板(17)依次位于所述激光入口(11)处内、且位于所述聚焦电极组(7)和静电偏向器(8)之间，激光能够通过所述激光入口(11)穿过所述电子背景减少板(15)、并于所述离子修正板(17)中心上方处形成激光与离子的相互作用区域，所述作用区域正上方与所述离子修正板(17)中心共轴依次安装有所述抽取电极(18)、聚束电极(19)、光电倍增管阵列(20)、电子探测器(21)，所述低温冷屏(5)外侧正对所述离子束入口(6)共轴依次安装有所述粒子质量选择器(4)、飞行时间质谱(3)、加速器(2)、离子源(1)，所述离子探测器I(13)位于所述低温冷屏(5)外侧正对所述粒子出口I(12)处，所述离子探测器II(23)位于所述低温冷屏(5)外侧的所述粒子出口II(22)处，所述聚焦电极组(7)、质量选择电极组I(9)和质量选择电极组II(10)均为环形电极，所述聚焦电极组(7)中电极的中心孔直径由聚焦电极I(7-1)向聚焦电极V(7-5)递增，所述质量选择电极组I(9)中电极的中心孔直径由电极I(9-1)向电极V(9-5)递减，所述质量选择电极组II(10)中电极的中心孔直径由电极VI(10-1)向电极X(10-5)递减，所述聚焦电极组(7)位于离子束入口(6)处内侧，所述质量选择电极组I(9)位于粒子出口I(12)处内侧，所述质量选择电极组II(10)位于粒子出口II(22)处内侧，所述质量选择电极组I(9)和质量选择电极组II(10)轴线之间夹角为30度，所述光电倍增管阵列(20)具有输入面和输出面、且分别连接一个脉冲电压源的正负极，所述输入面朝向聚束电极(19)，所述输入面和输出面的电压差超过一定值时，电子能够通过所述光电倍增管阵列(20)并在所述电子探测器(21)的对应位置产生信号，所述静电偏向器(8)由两个共轴的球形电极组成、且位于所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组I(9)之间，其内电极半径60mm、外电极半径75mm、外部有接地屏蔽罩，其外电极上具有透孔，当静电偏向器(8)接地时，能够使沿所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组I(9)的轴线运动的粒子通过，当静电偏向器(8)加一定电压后，能够使带电粒子产生一定角度的偏向，离子修正板(17)作用是补偿由于反射板(16)和抽取电极(18)的电场导致的离子束轨迹的扭曲，在所述光电倍增管阵列(20)的输入面与地线之间接入电容负载，作用是在光电倍增管阵列(20)的输入面施加电压脉冲的同时，降低电压脉冲对聚束电极(19)的电压的影响，以避免电子运动轨迹的散焦，
其特征是：所述一种用于研究离子光激发后产物的方法步骤为：
一.离子源(1)产生离子，加速器(2)上施加加速电压使离子加速，离子经过飞行时间质谱(3)和粒子质量选择器(4)的质量选择后，形成一个离子束片段，从离子束入口(6)进入低温冷屏(5)；
二.将聚焦电极组(7)的电压设为零，将质量选择电极组I(9)上的电压设为零，质量选择电极组II(10)上施加单斜率的电压，使电极VI(10-1)、电极VII(10-2)、电极VIII(10-3)、电极IX(10-4)、电极X(10-5)上的电压按照同一斜率递增、且电极X(10-5)上的电压高于加速电极上的加速电压，静电偏向器(8)上施加电压，使得离子束片段能够偏转进入质量选择电极组II(10)；
三.待离子束片段通过聚焦电极组(7)后，在聚焦电极组(7)上施加脉冲电场，使聚焦电极V(7-5)、聚焦电极IV(7-4)、聚焦电极III(7-3)、聚焦电极II(7-2)、聚焦电极I(7-1)上电压依次递增，离子运动至质量选择电极组II(10)中，受到反向电压的作用作减速运动、并反向运动，使得向聚焦电极组(7)运动；
四.被质量选择电极组II(10)反射的前驱离子在离子修正板(17)处附近的相互作用区域被激光照射，离子和激光相互作用产生离子碎片和光电子；
五.离子碎片飞向聚焦电极组(7)并被反射，在聚焦电极I(7-1)上施加电压，最终，离子碎片中与离子源产生的原始离子带有同样电荷的离子碎片，经过静电偏向器(8)偏向后又通过质量选择电极组II(10)飞向离子探测器II(23)，离子碎片中的中性碎片通过质量选择电极组I(9)飞向离子探测器I(13)；同时，光电子经过抽取电极(18)和聚束电极(19)加速后到达光电倍增管阵列(20)的输入面，聚束电极(19)上施加电压峰值为500V；
六.在光电倍增管阵列(20)的输入面与输出面之间施加电压1000V、周期1毫秒的电压脉冲，光电倍增管阵列(20)输出面与电子探测器(21)之间电势差稳定在2000V；
七.测试装置对某种离子的时间分辨率：粒子速度成像的探测效率正比于电子谱的积分，通过电子探测器得到的电子谱得出探测效率，使用示波器测量激光脉冲与高压脉冲的峰值之间的时间差t’，并以10ns为间隔改变t’，测得不同t’条件下的探测效率，得到粒子速度成像的探测效率曲线，横坐标为t’，并由此得出其半高峰宽t1，及峰值对应的横坐标t0；
八.将激光脉冲与高压脉冲的时间间隔设为t0，此时电子探测器(21)探测到的为光激发后即时发射电子，而t1时间后电子探测器(21)探测到的为光激发后延迟发射的电子；
九.比较不同时刻离子探测器II(23)得到的带电离子碎片的信息、离子探测器I(13)得到的中性碎片的信息以及电子探测器(21)得到的光电子的信息，用于进行离子光激发后产物的研究。
CN201710695817.9A 2017-08-02 2017-08-02 一种用于研究离子光激发后产物的方法 Active CN107507754B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710695817.9A CN107507754B (zh) 2017-08-02 2017-08-02 一种用于研究离子光激发后产物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710695817.9A CN107507754B (zh) 2017-08-02 2017-08-02 一种用于研究离子光激发后产物的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107507754A CN107507754A (zh) 2017-12-22
CN107507754B true CN107507754B (zh) 2019-02-15

Family

ID=60690770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710695817.9A Active CN107507754B (zh) 2017-08-02 2017-08-02 一种用于研究离子光激发后产物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107507754B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108760638B (zh) * 2018-07-13 2023-11-24 金华职业技术学院 一种研究分子光异构化的方法
CN109300769B (zh) * 2018-08-09 2023-06-20 金华职业技术学院 一种研究大分子电荷量的方法
CN109300766B (zh) * 2018-08-09 2024-03-29 金华职业技术学院 一种分子光反应测试方法
CN108987241B (zh) * 2018-08-09 2024-01-30 金华职业技术学院 一种分子光反应测试装置
CN114496715A (zh) * 2022-01-14 2022-05-13 天津大学 一种基于静电储存环的深能级光电子能谱研究装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010145142A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Hitachi Ltd 試料分析装置及び試料分析方法
CN103558628A (zh) * 2013-10-09 2014-02-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种新型双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪
CN104934288A (zh) * 2015-05-12 2015-09-23 南京信息工程大学 一种基于四极板设计的高时间分辨离子速度成像仪
CN106896089A (zh) * 2015-12-17 2017-06-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于电喷雾离子源的光电子成像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010145142A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Hitachi Ltd 試料分析装置及び試料分析方法
CN103558628A (zh) * 2013-10-09 2014-02-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种新型双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪
CN104934288A (zh) * 2015-05-12 2015-09-23 南京信息工程大学 一种基于四极板设计的高时间分辨离子速度成像仪
CN106896089A (zh) * 2015-12-17 2017-06-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于电喷雾离子源的光电子成像装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用于二元合金团簇负离子研究的光电子能谱仪;邢小鹏 等;《化学物理学报》;20040731;第17卷(第3期);全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN107507754A (zh) 2017-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107507754B (zh) 一种用于研究离子光激发后产物的方法
US8907305B2 (en) Charged particle detector
CN101194337B (zh) 用于二次离子以及直接和间接二次电子的粒子检测器
KR100776067B1 (ko) 분석 시스템과 대전 입자 빔 장치
US20110168886A1 (en) Charged-particle energy analyzer
CN107507752B (zh) 一种用于研究离子光激发后产物的装置
JP2013058314A (ja) 走査電子顕微鏡
TW201704753A (zh) 用於具有改良之影像光束穩定性及詢問之帶電粒子顯微鏡之方法及系統
CN107481915B (zh) 一种低温下研究光致分离的方法
CN108873053B (zh) 一种中子和γ射线联合探测器
JPS59501384A (ja) 電子ビ−ム装置およびそのための電子コレクタ
WO2021090029A1 (en) Charged particle detection for spectroscopic techniques
Medley et al. Invited review article: contemporary instrumentation and application of charge exchange neutral particle diagnostics in magnetic fusion energy experiments
CN106093515B (zh) 测量气体和真空中粒子簇的电流分布
JP2002083563A (ja) 走査型電子顕微鏡
JPWO2019064496A1 (ja) 走査電子顕微鏡
CN112731507B (zh) 一种中子和γ射线联合探测装置
CN207052565U (zh) 一种用于研究离子光激发后产物的装置
CN107408485B (zh) 用于具有改进的图像束稳定性及询问的带电粒子显微镜的方法及系统
US10121633B2 (en) Energy discriminating electron detector and scanning electron microscope using the same
JP2019505965A (ja) 質量分析計または他の荷電粒子装置で用いる荷電二次粒子抽出システム
US7394069B1 (en) Large-field scanning of charged particles
CN107393805B (zh) 一种低温下研究光致分离的装置
CN207052564U (zh) 一种低温下研究光致分离的装置
Eschbaumer et al. A position sensitive time of flight detector for heavy ion ERD

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Fu Jingjing

Inventor after: Wang Ruimin

Inventor after: Zhang Xiangping

Inventor before: Wang Ruimin

Inventor before: Zhang Xiangping

Inventor before: Request for anonymity

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221222

Address after: 276700 west head of Shuhe street, Linshu County, Linyi City, Shandong Province

Patentee after: Linshu Dushu Yizhi Fuhua Trade Co.,Ltd.

Address before: 321017 Zhejiang province Jinhua Wuzhou Street No. 1188

Patentee before: JINHUA College OF PROFESSION AND TECHNOLOGY