NH_3多光子电离和裂解动力学过程分析

本文分析了在XeCl准分子激光作用下NH_3分子的多光子电离质谱形成机理。所建立的动力学模型包括主要由经过中间态(6)和(1)的(2+1)共振多光子电离,生成NH_3~+;离子-分子反应形成大量的NH_4~+;经(6)态的(2+2)共振多光子电离,可能产生低产额的NH_2~+。这个模型的速率方程解与实验测量符合得很好,并在离子流强度对激光脉冲宽度的依赖关系中预示直接电离或间接电离机制的信息。     

碘原子共振多光子电离光谱研究

用可调谐的染料激光(4600～5000(?)),共振(3+2)和(4+1)多光子电离探测了I(5p~2P_(3/2)~0)和1~#(5p~2P_(1/2)~0).碘原子是由碘分子(I_2)经激光解离而产生的.在上述激光波段中共观察到12个原子跃迁,其中,(4+1)多光子电离跃迁是首次观察到的.     

430-490nm激光作用下CH_3I分子的多光子电离离解研究

利用飞行时间质谱仪研究了CH3I分子在 4 30～ 4 90nm激光作用下的多光子电离 (MPI)离解过程和机制。得到了分子的飞行时间质谱 ,从整个实验波段 4 30～ 4 90nm的MPI离子谱发现 ,短波的MPI离子谱峰相对较高 ,长波的MPI离子谱峰相对较宽而弥散。对MPI离子谱中的一些共振峰标识为分子的 ( 5pπ ,8s) ,( 5pπ ,6p)以及 ( 5pπ ,7s)里德堡态共振吸收峰。还标识了 ( 5pπ ,7s)里德堡态的系列振动模。在短波段CH3I分子为 ( 3+1)多光子过程 ,长波段为 ( 2+2 )多光过程。     

紫外激光作用下环氧乙烷的TOF质谱研究

本文采用超声分子束技术,分别在308nm和355nm的紫外激光下,对环氧乙烷分子进行了多光子电离飞行时间(TOF)质谱研究.在308nm激光作用时,观测到C_2H_4O~+、C_2H_3O_+、CHO~+和CH_3~+等离子的信号;在355nm激光作用时,则没有观测到分子离子的信号.在两种激光作用下最强的信号都是CHO~+.但是两种激光下各碎片离子信号的光强指数有一定差别,表明在两种情形下,环氧乙烷分子经历了不同的电离解离过程.     

SO2在308nm的多光子电离飞行时间质谱研究

我们在超声分子束条件下,利用308nm波长的XeCl准分子激光对SO_2分子进行了多光子电离飞行时间质谱实验研究.实验中我们观测到了S~+、SO~+和SO_2~+的质谱信号,测量了各离子信号强度随激光强度的变化关系,并探讨了可能的多光子电离/解离机制.     

Fe（CO）5双色共振增强多光子电离研究

利用超声分子束、强激光多光子电离和飞行时间质谱探测装置研究了Fe(CO)_5分子在355nm、532nm和355nm+532nm单、双色激光作用下的多光子电离质谱.实验结果证明了双色激光的共振增强电离作用.由飞行时间质谱的展宽峰型结构估算了Fe(CO)_5等分子的光解离寿命与Fe~+和Fe(CO)_5离子分子反应截面.     

硫化氢分子的共振增强多光子电离谱

利用激光质谱法在 4 2 3～ 4 62nm范围内获得了环境污染气体硫化氢分子的共振增强多光子电离 (REMPI)谱 ,在其REMPI谱中共观察到 8个谱峰 ,其中有两个谱峰是新发现的 ,并对它们进行了试探性标识。另外还从多个角度对硫化氢分子的多光子电离解离 (MPID)机理进行了分析 ,推论出其MPID过程应属于母体离子碎裂模式。     

355 nm激光作用下甲胺分子的多光子电离研究

利用飞行时间(TOF)质谱装置研究了甲胺分子在355 nm激光作用下的多光子电离情况,实验得到了清晰的质谱图,对其中的母体离子和主要产物离子(m/z=30,28)进行初步分析后,利用ab initio计算方法对各产物离子的产生过程和稳定构型进行了进一步的确认.特别是通过QST3方法找到了m/z=30到m/z=28的离子反应的过渡态构型,通过相应的IRC计算对此反应进行了很好的验证,从而进一步确定了m/z=28的离子就是CHNH .     

423—475nm的激光作用下呋喃分子的多光子电离离解研究

在波长为423—475nm的激光作用下对呋喃分子的多光子电离离解过程进行了研究.在此实验波段内,呋喃分子主要经历的是(3+1)多光子过程.得到了呋喃分子的共振多光子电离分质量谱以及离子强度与激光强度的关系.对共振多光子电离谱峰进行了里德堡态标识. 关键词：     

ErP_5O_(14)非晶中Er~(3+)离子的三光子荧光现象

全浓度ErP_5O_(14)非晶由于其独特的晶体结构,使其重要的荧光线即未浓度淬灭,又存在较强的能量传递现象。本文用调Q的Nd~(3+)∶YAG 1.06μm脉冲激光,研究了ErP_5O_(14)非晶中Er~(3+)离子的多光子吸收现象,证明Er~(3+)离子吸收1.06μm激光导致了~4I_(15/2)→~2H_(11/2)的直接双光子吸收,并且在激光功率密度较大时,还会导致明显的相继~4I_(9/2)→~4F_(5/2)吸收而产生的相继激发三光子过程。     

氨/乙醇混合团簇多光子电离质谱

用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对氨与乙醇混合团簇进行了研究。在脉冲激光波长分别为266,355nm和532nm条件下,仅在355nm作用下观测到团簇离子。主要的电离产物为质子化的（C2H5OH）n（NH3）mH＋（n=0—3,m=0—4）混合团簇离子,且各个序列的离子强度随m的增大而减小。经分析,氨与乙醇混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。不同尺寸团簇离子信号强度随电离激光光强变化的光强指数曲线显示,团簇均发生四光子电离过程。通过理论计算得到其中性和离子团簇的稳定结构,解离能,解离通道。并证实团簇发生电离解离时发生了团簇内质子转移反应。     

410～355 nm内四甲基硅的多光子解离和电离研究

利用平行板电极装置研究了四甲基硅在410～378 nm内的MPI光谱;利用TOF质谱仪研究了该分子在402～371 nm内若干个波长点处的TOF质谱;利用四极质谱装置研究了它在355 nm处的MPI质谱.测得了355 nm下Si(CH3)+n(n=1,2,3,4)及Si+的激光光强指数,以及其信号强度占总信号强度的分支比随光强的变化关系.据此,讨论了该分子MPI过程的可能通道,得出了Si+主要来自于母体分子的多光子解离-硅原子的电离、Si(CH3)+n(n=1,2,3)主要来自于Si(CH3)n(n=1,2,3)的自电离、Si(CH3)+4来自于母体分子的(3+1)电离的结论.     

The dissociative ionization and Coulomb explosion of ethane by a femtosecond laser field

Femtosecond laser-induced dissociation and Coulomb explosion of polyatomic molecule C_2H_6 were systematically investigated using a time-of-flight mass spectrometer and a chirped pulse amplifier laser. With the laser intensity varying from 2.4×10^{15}W/cm^{2} to 1.2×10^{16}W/cm^2, strong molecular ions C_2H_n^+ (n=0－6) and atomic ions C^{m+} (m=1－3) signals were observed. The double-peak structure of atomic ions indicated the occurrence of Coulomb explosion. Compared with the nearly isotropic distribution of C^{+}, highly charged ions C^{m+} (m=2－3) exhibited a sharply anisotropic angular distribution, which was attributed to the geometric alignment.     

Limit on the cosmological variation of mp/me from the inversion spectrum of ammonia

We obtain the limit on the space-time variation of the ratio of the proton mass to the electron mass, mu=m(p)/m(e), based on comparison of quasar absorption spectra of NH3 with CO, HCO+ and HCN rotational spectra. For the inversion transition in NH3 (lambda approximately 1.25 cm(-1)) the relative frequency shift is significantly enhanced: deltaomega/omega=-4.46deltamu/mu. This enhancement allows one to increase sensitivity to the variation of mu using NH3 spectra for high redshift objects. We use published data on microwave spectra of the object B0218+357 to place the limit deltamu/mu=(0.6+/-1.9) x 10(-6) at redshift z=0.6847; this limit is several times better than the limits obtained by different methods and may be significantly improved. Assuming linear time dependence we obtain mu/mu=(-1+/-3) x 10(-16) yr(-1).     

丙二醇甲醚中超痕量金属杂质元素的ICP-MS/MS分析

基于电感耦合等离子体串联质谱（ICP-MS/MS）建立了准确测定丙二醇甲醚中超痕量金属杂质元素的分析方法,提出了利用混合反应气消除质谱干扰的新策略。丙二醇甲醚经超纯水稀释后直接采用ICP-MS/MS测定其中具有挑战性的超痕量金属元素Mg,Al,K,Ti,V,Cr,Fe,Ni,Cu和Zn,在MS/MS模式下,选择混合气NH₃/He/H₂为反应气,Ti+,Cr+,Fe+,Ni+,Cu+,Zn+与NH₃发生质量转移反应,在形成的团簇离子中,Ti(NH₃)+₆,Cr(NH₃)+₂,Fe(NH₃)+₂,Ni(NH₃)+₃,Cu(NH₃)+₂和Zn(NH₃)+丰度高且无干扰,利用NH₃质量转移法将Ti+,Cr+,Fe+,Ni+,Cu+和Zn+转移为相应的团簇离子进行测定;H₂能与加合物-NH和-NH₂反应生成-NH₃,增大碰撞/反应池（CRC）内-NH₃的浓度,有利于提高Ti,Cr,Fe,Ni,Cu和Zn的分析灵敏度。Mg+,Al+,K+和V+几乎不能与NH₃反应,而干扰离子能与NH₃反应形成团簇离子,可以利用NH₃原位质量法进行Mg,Al,K,V的测定;H₂能快速与Ar基干扰离子发生反应,而与其他离子的反应速度很慢,反应气中加入H₂能迅速彻底消除Ar基干扰离子所形成的质谱干扰,有利于Mg,Al,K和V的测定。优选Sc+与NH₃反应生成的团簇离子Sc(NH₃)+₅为Ti(NH₃)+₆,Cr(NH₃)+₂,Fe(NH₃)+₂,Ni(NH₃)+₃,Cu(NH₃)+₂和Zn(NH₃)+的内标离子,Be+与NH₃反应生成的团簇离子Be(NH₃)+₄为Mg+,Al+,K+和V+内标离子,校正了样品溶液,标准溶液和空白溶液之间由于物理化学性质差异产生的基体效应,确保了分析信号的稳定。将所建立的方法应用实际样品的加标回收实验,并采用双聚焦扇形磁场电感耦合等离子体质谱（SF-ICP-MS）进行对比分析,评价分析方法的准确性。结果表明,各元素的检出限为0.52～61.5 ng·L-1,加标回收率为95.6%～104.2%,相对标准偏差（RSD）≤4.5%;在95%的置信度水平,所有元素的分析结果与SF-ICP-MS的测定结果无显著性差异,验证了分析方法的准确性好,精密度高。将方法应用于丙二醇甲醚中超痕量金属杂质元素的测定,具有分析速度快,无干扰,灵敏度高的优势。     

977nm抽运下掺铒碲酸盐基氧卤玻璃的光谱特性

研究了掺铒TeO2-ZnO-PbCl2碲酸盐基氧卤玻璃在977nm激光二极管抽运下的发光和上转换发光特性，结果发现除红外153μm4I13/2→４I15/2发光外（荧光半高宽高达69nm），该玻璃还存在很强的２Ｈ11/2→４I15/2（527nm），４Ｓ3/2→４I15/2（549nm）和４Ｆ９／２→４Ｉ１５／２（666nm）可见上转换发光.应用Judd-Ofelt理论计算得到玻璃强度参数Ωt（t=2，4，6）分别为Ω2=587×10-20cm2，Ω4=208×10-20cm2，Ω6=116×10-20cm2，计算了铒离子跃迁振子强度、自发辐射概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参量.应用McCumber理论计算得153μm处的玻璃受激发射截面可达875×10-21cm2实验结果表明，与硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃等比较，掺铒碲酸盐基氧卤玻璃在宽带掺铒光纤放大器和上转换激光器中有着极大的研究和应用潜力. 关键词： 掺Er3+ 碲酸盐玻璃 氧卤玻璃 Judd-Ofelt理论 光谱性质     

Tm3+-Yb3+共掺杂的碲酸盐玻璃和光纤的光谱特性

研究了Tm³⁺-Yb³⁺共掺杂的碲酸盐玻璃和光纤在980nm激光二极管激发下的可见与近红外光谱性质.室温下,Tm³⁺-Yb³⁺共掺杂的碲酸盐玻璃在480,800nm处观测到了很强的上转换发光,在650nm观测到一较弱的上转换发光,它们分别来自Tm³⁺离子的¹G₄^→3H₆,³H₄^{→ 3}H₆和¹G₄^{→ 3}F₄跃迁;在1020,1810nm处观测到近红外发射,它们分别属于Yb³⁺离子的²F_5/2^→2F_7/2跃迁和Tm³⁺离子的³F₄^→3H₆跃迁.研究了其发光特性与Tm³⁺及Yb³⁺的浓度的依赖关系.此外,在980nm激光激发下,还观测到Tm³⁺-Yb³⁺共掺杂的碲酸盐玻璃光纤在1060,1470,1910nm附近的近红外发射.详细讨论了其发光机制,该材料可望用于制作蓝色上转换光纤激光器、S-波段光纤放大器以及在医疗诊断和遥感中有着广泛的应用的1.9μm光纤激光器.     

晶体离子质量差异对激活离子声子参助能量传递几率的影响

在已有理论模型的基础上讨论了基质晶体离子质量差异对激活离子声子参助能量传递几率的影响。结果表明基质离子的质量差异除了导致声子频率的变化从而影响其声子参助能量传递几率,还直接改变其传递几率的显式。对单声子参助能量传递过程,其传递几率必须乘以质量差异因子D²,对双声子参助能量传递过程其传递几率则乘以因子D⁴。文中给出了两种不同质量离子组成的晶体的因子D的表示式和p种不同质量的离子组成的晶体的因子D的一般表达式。     

Acceleration of Electron-Positron Plasmas to High Energies

It is suggested that electron-positron (e+ e-) plasma can be accelerated using the concept of cyclotron autoresonance between the particles and a linearly polarized laser radiation propagating along an axial magnetic field (Bz). This scheme can also be applied for other plasmas with oppositely charged particles of equal ?q?/m (e.g., positive and negative ions). An e+ e- plasma can be accelerated to about 2 GeV in the first meter along a 100-kG guide magnetic field by using an Nd: glass laser (?0 = 1 ?m) with intensity I0 = 1018 W/cm2. The acceleration scales asymptotically as (Bz, I0 ?0 Z2)1/3, where z is the axial distance.     

纳秒强激光场中甲醇光电离产生高价离子的研究

利用25ns脉冲Nd YAG 532nm的激光，在1011 W·cm-2的光场强度下，利用飞 行时间质谱对He, N2, Ar载气条件下甲醇的激光电离过程进行了研究.发现当利用氩作为 载气时，除观察到一般多光子电离所产生的离子和碎片离子外，还观察到很强的Cq+(q=2-4)和Oq+(q=2—4)高价离子.这些离子都有很高的平动能，通 过改变载 气种类和压力以及使用不同延迟条件的脉冲电场的实验，可以认为这些高价离子来源于含甲 醇团簇的库仑爆炸过程.这些实验结果为发展库仑爆炸理论研究提供新思路. 关键词： 甲醇 纳秒激光 高价离子 库仑爆炸