CO_2与高振动激发K_2碰撞中的全分辨转动态分布

在K_2+CO_2中,受激发射泵浦得到K_2(E=3 500和4 000cm~(-1))高位振动态,研究了高振动激发K_2与CO_2碰撞产生的CO_2全分辨转动态分布。利用高分辨瞬时激光诱导荧光(LIF)测量了CO_2(0000)J=2~74的转动和平移能量轮廓,利用双高斯函数拟合,分别确定各转动态的产生和倒空线宽,从而得到碰撞产生的Doppler展宽、平移温度和平移能。对于K_2不同的激发能E,能量转移的机制是相似的,为振动-转动/平移弛豫机制。但碰撞出现部分的平移温度均超出池温,而碰撞倒空部分的平移温度均略低于池温,平移能随E的增加而增大,E增加14%,平移能增加40%。CO_2(0000)转动态分布的半对数描绘给出了双指数分布,对于K_2E=3 500cm~(-1),低J态分布T_a=(523±60)K,高J态分布T_b=(1 890±210)K。Ta接近池温,说明低J态为近弹性碰撞,属单量子弛豫过程,而高J态为非弹性碰撞,属多量子驰豫过程。对于K_2E=4 000cm~(-1)同样有双指数行为,低J分布T_a=(620±65)K,高J分布T_b=(2 240±250)K。高振动态K_2(E)与CO_2碰撞,E=4 000cm~(-1)比E=3 500cm~(-1)的Ta和Tb均约高19%,说明转动分布对于K_2不同能量是敏感的,但弹性和非弹性分支比是基本相同的,弱碰撞约占82%,强碰撞约占18%。     

与HBr(Χ~1Σ~+v″=1,J″=12)碰撞的CO_2(00~00)转动态分布

利用受激拉曼泵浦激发HBr分子至Χ~1Σ~+(1,12)激发态,由相干反斯托克斯-拉曼散射(CARS)光谱确定分子的激发.通过测量CARS谱相对强度,得到了HBr分子Χ~1Σ~+态(1,12)能级的布居数密度为n_1=0.54×10~(13) cm~(-3).在一次碰撞条件下,测量碰撞前后CO_2(00~00,J)态的激光感应荧光强度比,得到CO_2转动态的双指数分布.由二分量指数拟合得到T_a=261 K的低能分布和T_b=978 K的高能分布.结果表明,碰撞后约有65%的分子处于低J态,属于弹性或近弹性的弱碰撞;约有35%的分子处于高J态,属于非弹性的强碰撞.在振动-转动平动(V-RT)能量转移过程中,CO_2(00~00,J)态的总出现速率系数为(1.3±0.3)×10~(-10) cm~3 molecule~(-1)s~(-1);低转动态的平均倒空速率系数为(2.9±0.8)×10~(-10) cm~3 molecule~(-1)s~(-1).总的出现速率系数比平均倒空速率系数小,但在量级上保持一致.对CO_2 J=60-74高转动态,随着J值的增加,质心平移温度和质心平移能的平均改变增加.对低转动态,在碰撞过程中,J态既可能出现也可能被倒空,平移能的改变不易确定.     

高振动激发LiCs与CO_2碰撞中的振动-转动能量转移

受激发射泵浦得到的LiCs高位振动态与CO_2碰撞,研究了LiCs不同能量对碰撞能量转移过程的影响.利用高分辨率瞬时激光感应荧光(LIF)测量得到CO_2(0000,J=2-74)原生转动态分布.转动布居数的半对数描绘给出了一个双指数结构,得到了一个T_a=660±73K[对LiCs(E=4300cm~(-1))]和550±61K[对LiCs(E=3700cm~(-1))]的低能分布,一个T_b=2380±261K[对LiCs(E=4300cm~(-1))]和1980±217K[对LiCs(E=3700cm~(-1))]的高能分布,低能分布属于弹性或弱非弹性碰撞,高能分布属于强非弹性碰撞.转动分布对LiCs能量是敏感的.但弹性与非弹性分支比基本是相同的.在一次碰撞的条件下,测量了各J态的出现和倒空速率系数,它们仅弱依赖于LiCs激发能.出现和倒空速率系数对不同LiCs能量基本一致,是振动-转动/平移弛豫轨道的重要证据.     

Raman紫外双共振研究C_2H_2分子的碰撞转动弛豫

本文利用受激Raman抽运,选择性地制备了C_2H_2分子电子基态的红外非激活振动能级的单一转动态(X~1∑~+,v″=1,J″=9,11,13),并从紫外激光诱导的A~1Au(v′=1)←X~1∑~+(v″=1)荧光谱,直接测定上述三个转动态的C_2H_2—C_2H_2碰撞的消激活速率常数,它们分别为(7.96±1.04)×10~(-10),(8.79±0.97)×10~(-10),(8.76±0.88)×10~(-10)cm~3~(-1),以及由这些初始转动态向其它不同转动态(v′=1,J′=1,3,5,7,9,11,13,15)多量子跃迁转移的激活速率常数。     

Cs(6 ~2D_(5/2))与H_2反应生成的CsH分子的转动和振动态分布

利用激光泵浦-探测技术,在样品池条件下,研究了Cs(6D5/2)态与H2反应生成的CsH分子基电子态的转动和振动的量子态分布。在Cs-H2混合蒸气中,脉冲激光双光子激发Cs(6D5/2)态,另一台调频脉冲激光器扫描CsHX1Σ+(v″,J″)→A1Σ+(v′,J′=J″±1)吸收线,发现CsH分子只有v″=0和1上的振动带上有布居而不布居在v″1的振动带上。v″=0和1上的转动带分布呈现单峰结构,其峰值位于J″=6～8处,转动带分布轮廓与池温下的统计分布接近。转动Boltzmann温度分别为(458±20)K(对v″=1)和(447±18)K(对v″=0),得到的CsH分子的转动温度稍低于池温。从转动态分布得到v″=1与v″=0上布居数之比约为0.897,从而计算出CsH基电子态上的平均转动能ER和平均振动能EV,有效能减去平均振转能得到平均平动能ET。CsH分子3种能量的相对比值fT∶fV∶     

高振动激发态DBr(X~1Σ~+,v″=8、7)与 D_2,Ar间的碰撞振动能量转移

利用YAG激光器泵浦OPO激光简并受激超拉曼泵浦DBr分子至基电子态的高振动态v″=8、7,研究高振动态DBr分子与其他碰撞气体(Ar、D_2)的碰撞弛豫过程.对于DBr(v″=8)和Ar、D_2混合体系,由高分辨瞬时激光感应荧光光谱方法探测碰撞弛豫后DBr分子振动态v″=8的时间分辨布居数的演化过程.保持总压强不变,改变碰撞气体的摩尔配比,测量相应条件下的有效寿命,由混合气体系统中Stern-Volmer公式,得到DBr(v″=8)分子与Ar、D_2的碰撞弛豫速率系数分别为k_8(Ar)=(0.51±0.1)×10~(-12 ) cm~3molecule~(-1)s~(-1),k_8(D_2)=(3.50±0.8)×10~(-12) cm~(3 )molecule~(-1 )s~(-1);DBr(v″=8)分子的平均自弛豫速率系数为k_8(DBr)=(1.20±0.4)×10~(-12) cm~3molecule~(-1)s~(-1).对于摩尔配比为0.5的DBr和D_2混合体系,Ti宝石激光器分别双光子激发DBr v″≤8、7各振动态至第一电子激发态A~1Πv′态,测量各个振动态的荧光光强随时间演化,测量结果表明DBr (v″=8、7)与D_2的碰撞弛豫中均发生了二量子弛豫;对于摩尔配比为0.4的DBr(v″=8)和Ar混合体系,只有连续单量子碰撞弛豫过程.     

振动激发KH与CO_2碰撞中能量的时间分辨分布

K(5P)与H2反应产生KH(Х1Σ+)的ν″=0~3振动能级,泛频激发KH至ν″=17高位振动态。通过测定KH(ν″=17,3)与CO2碰撞过程中振动能的时间分辨分布(即Tν的变化过程),研究了高低振动态碰撞传能的不同特点。对于KH(ν″=17),振动温度Tν的变化分为三个阶段:第一阶段(0~5μs)Tν迅速下降,能量应主要转移至CO2(0001)振动态或(0000)高位转动态;第二阶段(5~20μs)Tν仅稍有下降,向CO2振动态及高位转动态的能量转移已结束;第三阶段(20μs后)Tν虽然缓慢但明显下降,表明向CO2低转动态及平动能的转移加速。对于KH(ν″=3),Tν的变化只分为两个阶段:第一阶段(0~10μs)的共振V-R过程迅速降低了振动温度;第二阶段(10~80μs)Tν有一个缓慢下倾,只能转移到很低的转动态和小的平动能。这些结果表明了振动激发态分子与基态分子碰撞中仅用单一速率系数不能正确揭示复杂平衡过程的本质,不同的阶段应该用不同的速率系数来描述。利用瞬时吸收技术得到CO2(0000)和(0001)的原生态转动布居分布,通过速率方程分析,得到平衡过程中不同阶段的速率系数。     

高振动激发K_2与CO_2间弱碰撞和强碰撞的分支比

受激发射泵浦激发K2到X1Σ+g(v″=40,53)振动态.K2(v″)与CO2碰撞,瞬时泛频激光诱导荧光(LIF)测得CO2(0000,J)的初生态布居,其半对数描绘给出了双指数分布.在池温为600 K时,对于v″=40和53,低转动温度T,分别为581±70 K与621±76 K,而高转动温度分别为1395±167 K与1556±187K.T1和T2分别对应于弱碰撞和强碰撞.转动分布对K2(v″)的能量是敏感的,但弱,强碰撞分支比基本相同.利用瞬时泛频LIF强度的相对变化,得到CO2J态的出现和倒空速率系数.确定了CO2平均角动量改变ΔJ和平均反冲速度改变Δvrel间的关系.对于相同角动量的改变,K2(v″)能量增加25%,反冲速度增加约47%.对于K2(v″=40,53)-CO2碰撞,得到了能量转移概率分布函数P(ΔE).     

K(5P)与H_2的反应碰撞和电子-振动能量转移

K(5P)与H2反应生成KH(v″=0-3)振动态,测量了各振动态的转动分布,转动玻尔兹曼温度为455K,而振动温度为1604K,这个接近池温的转动温度和很高的振动温度是共线碰撞机制的有力证据.利用高分辨率瞬时吸收技术得到各振动能级上转动态的布居分布,从而得到反应碰撞转移速率系数,对于v″=0、1、2、3,分别为(3.45±0.86)×10-13、(1.35±0.34)×10-13、(6.28±1.57)×10-14和(2.35±0.59)×10-14cm3s-1.同时研究了K(5P)-H2的电子-振动能量转移,利用相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)探测H2的振动态分布.扫描CARS谱发现v=1、2、3上有布居.由CARS峰值得到H2(0,1)、(1,1)、(2,1)、(3,1)和(3,3)布居之比.H2(0,1)布居由450K的转动分布得到,因而得到(1,1)、(2,1)、(3,1)和(3,3)态的布居,从而获得K(5P)-H2(1,1)、(2,1)、(3,1)和(3,3)的电子-振转速率系数分别是(1.1±0.3)×10-13、(9.3±2.5)×10-14、(4.2±1.1)×10-14和(3.8±1.0)×10-14cm3s-1.     

高位振动态RbH(X1∑+,v″≧15)与CO2碰撞转移中的能量相关性

研究了高位振动态RbH(X1∑+,v″=15～21)与CO2碰撞转移过程.脉冲激光激发RbH至高位态,利用激光感应荧光光谱(LIF)得到RbH(X1∑+,v″)与CO2的猝灭速率系数kv″(CO2),kv″=21(CO2)=2.7kv″=15(CO2).利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(0000,J)高转动态分布,得到了转动温度,从而获得了平均转动能＜Erot＞和转动能的变化＜△Erot＞,发现＜△Erot＞v″=21≈2.9＜△Erot＞v″=15.对于v″=16,证实了振动—振动能量转移的4-1近共振过程.在一次碰撞条件下,通过速率方程分析,得到RH(v″)-CO2振转速率系数.对于v″=15,J=32-48,速率系数在1.25-0.33×10-13 cm3 s-1.之间;对于v″=21,速率系数在2.47-1.53×10-13 cm3 s-1之间,其能量相关性是明显的.     

Calculation of spectroscopic data for the ν = 2 and ν = 3 states of nitric oxide

The calculation of line positions, energy levels and line intensities for the NO overtone bands 2-0 and 3-0, done for the AFGL atmospheric trace gas data tape, is presented. A simultaneous least-squares fit has been made to the measured frequencies of the overtone bands, using previously determined constants for the ground (ν = 0) state. This has resulted in new spectroscopic constants for the ν = 2 and ν = 3 states. The eigenvectors were used to compute line intensities, while the same line halfwidths were used for the fundamentals as for the overtone bands.     

氨分子在000和201带的选择光离解

本文利用脉冲紫外激光(UV)选择激发氨分子到?¹A″₂电子激发态的两个最低振动能级ν′₂=0和ν′₂=1(ν₂振动),然后检测新生态H原子的飞行谱(TOF),研究了氨分子的光碎片动力学。光谱证实了最近所测的离解能D₀⁰(H-NH₂)=4.645eV;绝大多数生成的NH₂(X²B₁)基处于非振动激发,但是具有围绕a惯性轴的高度转动激发。通过NH₃(?)的ν′₂=1光离解产生的NH₂(X)基具有较高的内部激发,并且显示了在N=K_a转动能级上的反转布居。 关键词：     

Intensities of rotational lines in first overtone bands for axially symmetric molecules of the group C3v

The interaction of vibration and rotation is considered in the computation of the intensities of rotational lines in the first overtone bands of axially symmetric molecules of the group C_3v. The calculation utilizes the contact transformation method through first order of approximation as outlines by Hanson and Nielsen. General formulas for the intensities of the lines in the first overtone bands 2ν_n and 2ν_m are obtained, where n and m denote normal modes of species A₁ and E, respectively. It is found that to this order of approximation the usual selection rules ΔJ = 0, ±1 and ΔK = 0 are observed for the parallel overtone band 2ν_n. For the overtone band 2ν_m, the selection rules are more complicated, being ΔJ = 0, ±1; Δl_m = 0 and ΔK = 0, Δl_m = ±2 and $\text{Δ}\text{K = ?1}$, or Δl_m = ±2 and ΔK = ±2.     

NO通过C~2Π←X~2Π跃迁的共振多光子离化谱

以皮秒Nd∶YAG激光器抽运光学参变发生 /放大器做激发源 ,得到了NO分子在 4 90～ 5 80nm波长范围内通过C2 Π态共振增强的多光子离化谱 ,离化谱由有规则的谱线序列组成。将理论计算的峰值位置与实验结果进行比较 ,确定了离化通道为 :NO(X2 Π) 3hνNO(C2 Π) 2hν(orhν) NO+ +e ,离化信号强度随激光强度的近五次方变化关系进一步验证了此结论。分析讨论了谱线强度的分布不符合夫兰克康登原理的可能原因。根据谱线峰值位置 ,利用最小二乘法拟合获得NO分子C2 Π态振动常数′ωe=(2 35 4 .9± 6 .4 )cm-1,′ωe ′χe=(14 .7± 2 .5 )cm-1及平衡位置的力常数k=(2 .4 4± 0 .0 8)× 10 3 N·m-1。结果可为用激光离化光谱技术探测大气污染物NO分子提供参考。     

CdH分子基态X~2∑~+和激发态A~2П光谱和寿命测量

采用一束激光为泵浦光另一束激光为探测光的方法,获得CdH分子A~2Π态和X~2∑~+态之间跃迁产生的具有转动结构的多个荧光谱和激发谱带.对荧光的时间分辨研究,给出A~2Π态寿命τ_0=59.5±2.3ns,对A~2Π(v=0)态Cd原子的碰撞猝灭截面为(1.31±0.03)×10~(-15)cm~2;X~2∑~+态寿命τ_0=61.0±4.6μs,引起X~2∑~+(v=0)态寿命衰减的碰撞截面为(1.1±0.1)×10~(-18)cm~2.     

SO2: High-resolution analysis of the (0 3 0), (1 0 1), (1 1 1), (0 0 2) and (2 0 1) vibrational states; determination of equilibrium rotational constants for sulfur dioxide and anharmonic vibrational constants

High resolution Fourier transform spectra of a sample of sulfur dioxide, enriched in ³⁴S (95.3%). were completely analyzed leading to a large set of assigned lines. The experimental levels derived from this set of transitions were fit to within their experimental uncertainties using Watson-type Hamiltonians. Precise band centers, rotational and centrifugal distortion constants were determined. The following band centers in cm⁻¹ were obtained: ν₀(3ν₂)=1538.720198(11), ν₀(ν₁ + ν₃)=2475.828004(29), ν₀(ν₁ + ν₂ + ν₃)=2982.118600(20), ν₀(2ν₃)=2679.800919(35), and ν₀(2ν₁ + ν₃)=3598.773915(38). The rotational constants obtained in this work have been fit together with the rotational constants of lower-lying vibrational states [W.J. Lafferty, J.-M. Flaud, R.L. Sams, EL Hadjiabib, J. Mol. Spectrosc. 252 (2008) 72-76] to obtain equilibrium constants as well as vibration-rotation constants. These equilibrium constants have been fit together with those of ³²S¹⁶O₂ [J.-M. Flaud, W.J. Lafferty, J. Mol. Spectrosc. 16 (1993) 396-402] leading to an improved equilibrium structure. Finally the observed band centers have been fit to obtain anharmonic rotational constants.     

Scattering of N2 from Ni(111)

A cold (T_rot<10 K) beam of N₂ with an initial translational energy of 0.40 eV strikes an Ni(111) surface at surface temperatures from 300 to 873 K at several incident angles from 15 to 60°. The rotational energy and angular distributions of the scattered molecules are probed using (2+1) resonance-enhanced multiphoton ionization. Molecules scattered in the specular direction have mean rotational energies that are independent of surface temperature, whereas those scattered at angles far from the specular show a dependence on surface temperature, caused likely by multiple collisions with the surface before escape. A rotational rainbow, seen in systems such as CO–Ni(111) and N₂–Ag(111), is not seen in this system. For molecules that scatter close to the specular direction, approximately 10% of the initial translational energy is converted into rotational energy of the scattered N₂. For surface temperatures above room temperature, the angular distributions indicate that molecules that scatter into low-J states also tend to exit in a broad peak (10–20° FWHM) near the specular, and this peak is broadened with increasing incident angle. The molecules that scatter into high-J states have a much broader distribution, indicating that they are trapped rotationally during the initial collision and suffer multiple collisions before leaving the surface.