应用阈值光电子-光离子符合成像研究能态选择的离子解离动力学

阈值光电子-光离子符合测量是制备和分析能态选择离子性质的高效实验方法.本文回顾了这一技术与合肥同步辐射真空紫外光电离相结合的近期应用,特别是在离子基本参数测量和解离动力学中的研究.通过对电子和符合离子的同步速度聚焦测量,带电粒子的收集效率、电子能量分辨和离子平动能分辨率都得到了大幅提高,通过对特定能态离子解离碎片平动能和角度分布的直接测量,研究了各种非绝热效应,如椎间贯穿、内转换等,在解离过程中的重要作用.此外,在此基础上质量选择的阈值光电子能谱在复杂体系的同分异构体甄别方面也展示出超乎寻常的优势.     

一种校验带电粒子速度成像探测器的新方法

带电粒子(离子或者电子)速度成像技术可以精确测量带电粒子产物的速度分布和角分布,获得光谱级别分辨率的原子分子能级结构,广泛应用于光电离和光解离等分子反应动力学实验中.速度成像探测器的效率和信号相对强度对带电粒子速度分布信息的提取具有重要的影响.由于难以精确测量入射离子数,至今仍然没有直接校验速度成像探测器的方法报道.本文基于铷原子磁光阱搭建了一套离子速度成像实验装置,实现了入射离子数的精确测量及连续可调,并对冷原子的光电离过程、微通道板探测器采集的飞行时间信号、电荷耦合器件采集的荧光屏信号进行了校验,对可能影响速度成像信号相对强度的因素进行了检验.实验结果表明:当入射离子数低于1×105个/(100 ns)时,微通道板探测器的增益稳定,而荧光屏信号强度与入射其表面的电子数量的关系受荧光屏电压影响比较严重.同时,结果表明本方法可以有效校验带电粒子速度成像探测器的效率和信号的相对强度,对使用速度成像技术的实验具有一定的借鉴意义.     

高分辨率初始光电子能谱由真空紫外激光速度——映射图像的方法

通过采用真空紫外(VUV)激光速度-地图成像-TPE(真空紫外VMI-TPE)方法获得了高分辨率初始光电子(TPE)氯苯(C₆H₅Cl(X¹A₁))的光谱,炔丙基自由基(C₃H₃(X²B₁))和烯丙基(C₃H₅(X²A₁)). 观察到的真空紫外VMI-TPE方法的光电子能量分辨率在1~2 cm^-1,可以和在真空紫外激光脉冲场电离光电子(VUV-PFI-PE)的测量媲美. 类似真空紫外PFI-PE测量,真空紫外VMI-光电子(真空紫外VMI-PE)和真空紫外VMI-TPE测量能量分辨率依赖于直流电场在光电离区加速电子. C₆H₅Cl和C₃H₃的电离初始值的降低为F的函数表示Stark偏移校正为VUV-VMI-TPE测量由-3.1√F管辖,这是半经典预测值-6.1√F的一半. 我们还测量C₆H₅Cl和C₃H₅的真空紫外光能量的真空紫外VMI-PE谱接近其电离初始值. 在VUV-VMI-PE测量中观察到的C₃H₅⁺阳离子振动谱和振动级数,nv₇⁺(n=0~3). 真空紫外VMI-TPE可以实现更高的实验灵敏度和类似真空紫外PFI-PE测量的能量分辨率,使真空紫外VMI-TPE法成为高分辨率真空紫外PFI-PE测量一个很好的替代.     

Ar原子和K+离子序列双光双电离光电子角分布的非偶极效应

基于多组态Dirc-Fock方法和密度矩阵理论,?给出了原子序列双光双电离光电子角分布的计算表达式,开发了相应的计算程序.?利用该程序计算了Ar原子和K+离子np?(n?=?2,?3)壳层的光电离截面、电偶极和非偶极角各向异性参数,?进一步给出了光电子的角分布情况.?结果表明:?在序列双光双电离中两次光电离过程相互影响...     

阈值光电子-光离子符合成像研究NO+c3∏(v′=0)态解离动力学

用阈值光电子-光离子符合成像方法研究了处于c³∏(v′=0)态的NO⁺的光解离. 在使用垂直分子束的情况下,近似矢量加法规则推导了碎片离子在质心坐标系和最可几质心坐标系中的速度,飞行时间和在速度图像中的位移之间关系. 得到并讨论了N⁺碎片离子在质心坐标系中速度及在最可几质心坐标系中的速度和角度分布.     

近阈值下He原子的双电离实验反冲离子动量分析

利用最新发展起来的适用于低能电子入射的反应显微成像谱仪,对电子轰击He原子近阈值的双电离过程进行了研究,实验测量了反应后4个粒子的全部动量,获得了五重微分截面及出射粒子间的关联信息.着重分析了在入射电子束与出射电子构成的平面内,3个均分系统剩余能量的电子出射角关联关系,并与理论计算进行了比较.研究表明,当两个电子反向出射时,第3个电子垂直于这两个电子动量方向出射的几率最大.在1个电子垂直于平面出射时,通过理论计算结果与平面内出射角分布的比较,发现DS6C理论能够较好地描述实验结果.     

离子速度成像技术及其数据处理

从能量守恒的角度论述了离子速度成像技术的基本原理,从"离子透镜"、二维探测、数据处理的原理与方法等方面介绍了离子速度成像技术.将离子速度成像技术与"完全非弹性碰撞"问题及夫兰克-赫兹实验等内容相结合,为学生直观地学习和掌握微观世界的"碰撞"问题及微观世界的能量守恒定律提供了一种实验方法.     

多通道光离化的光电子干涉效应及空间角分布

利用光电子角分布成像光谱技术原理,以钠原子为例利用双光子共振三光子电离方法研究了从钠原子的4D态双能级电离后所产生的光电子角分布的状态.分析、讨论了多通道电离过程中所产生光电子的干涉效应.分析了光电子的空间角分布各部分的物理意义.结果表明该干涉图谱能够清楚地描绘出光电子能量和空间角分布状态.     

基于声透镜的三维光声成像技术

基于声透镜的光声成像系统中, 由样品的光声压分布等效样品的吸收分布, 进行光声像重建, 但之前的这种等效是一种近似, 理论上并不准确. 本文阐述了声透镜三维光声成像的基本原理, 揭示了声透镜像面上光声压信号的时间分布与样品轴向吸收分布之间的关系; 提出用积分法和希尔伯特变换提取光声信号瞬时值法, 解调样品吸收系数分布并重建光声像; 实验上, 对不同样品分别用积分法和希尔伯特变换法获取样品的吸收系数, 重建光声像的横向和轴向分辨率均约为1 mm, 实现了真正的三维快速光声成像.     

同步辐射角积分光电子能谱实验及数据的归一化和处理

实验研究凝聚态物质及薄膜电子结构的方法中,光电子能谱实验方法是一个重要的手段之一.光电子能谱实验数据的获取并对其进行适当的数据处理是获得所研究物质电子结构方面的本征信息所必不可少的过程.本文讨论角积分条件的光电子能谱实验模式和在能量分布曲线模式下获得的同步光光电子能谱实验数据的进一步处理问题.     

A New Improvement Method of Abel Inversion

A new improvement method of Abel inversion is presented for application in asymmetrical measured value that is obtained from plasma diagnostics on the toroidal plasma system. The local value is symmetry up and town circle section, and asymmetry from left to right. This new method is aimed at general measuring configuration, and need not assume integration chords to be parallel (for instance, pinhole configurations). The local value in the boundary of toroidal plasma is obtained by other methods. In the center part, the asymmetrical local value is expanded to Fourier-Bessel series, and Fourier terms include the information of asymmetry. The coefficients of the expansions are determined using least-square-fitting method. We finally obtain the distribution of the local value by using the synthesis of the value in the boundary and the value in center part.     

阿贝尔逆变换数据处理算法在电弧诊断中的应用

提出了一种由等离子体辐射投影值重建发射系数的阿贝尔逆变换数据处理算法。采用计算简单、变换精度高的Bockasten插值方法实现阿贝尔逆变换积分方程的离散化。在阿贝尔逆变换前,运用傅里叶变换频域低通滤波去除实验数据中的噪声,通过多项式插值弥补数据采样率过低、提高空间分辨力,并对投影数据进行对称化处理以消除数据偏离对称对结果的影响。运用此算法对实验数据进行处理,得到电流200 A、弧长5 mm电弧温度在阴极下方0.5 mm处最高,超过22000 K,与文献中结果一致。该算法能够有效地克服噪声对变换结果的影响,运算速度快、计算精度高、稳定性好,处理大量数据时具有明显的优势。     

电弧等离子体温度场中Abel逆变换的数值算法分析

针对电弧等离子体温度场分析中Abel逆变换的计算,提出了3种数值解法:三次样条插值法、Radon逆变换法以及离散数据曲线拟合法.通过对单峰、双峰型函数的验证,分析了3种方法各自的特点,得到这3种方法在精度、程序实现性以及积分奇异点处理等方面的比较,指出了在不同实际温度场分析计算中3种方法各自的优势.     

基于快速傅里叶变换和汉克耳变换的逆阿贝尔变换

激光等离子体实验中的轴对称的Ｘ光的体发射强度及光学全息干涉的测量,需要采用逆阿贝尔（Ａｂｅｌ）变换。用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）和汉克耳（Ｈａｎｋｅｌ）变换的算法数值求解逆阿贝尔变换,具有精度高、可在频域内滤波的特点。     

用飞秒离子产率谱和光电子影像解析振动波包动力学

时间分辨光电离是揭示多原子分子激发态动力学的一种强有力的实验方法.根据收集信号的种类,可以采用不同的测量方法:时间分辨离子产率谱(TR-IYS)和时间分辨光电子成像(TR-PEI).本文综述介绍了光电离测量与电子结构的基本概念,以及在实验上区分不同几何结构之间的振荡波包运动的几个重要研究工作,并举例说明飞秒TR-IYS和TR-PEI是如何被用来探测激发态势能面上相干振动波包的演化过程.     

基于AOTF的成像光谱仪及其在同色异谱目标鉴别中的应用

为了同时获得同色异谱目标的光谱信息和空间分布信息,设计了基于声光可调谐滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)的成像光谱仪,主要包括前置成像透镜组、AOTF滤光成像模块、AOTF驱动器、CCD图像检测器、图像采集卡和计算机。在计算机的控制下,实现波长的快速扫描,获取每个设定波段下的灰度图像,构建一个光谱图像立方体,因此可以获得图像中任意一点的光谱信息。所设计的成像光谱仪,光谱范围为550 ～1 000 nm,光谱分辨率2.6 nm(@632 nm),光谱扫描速度快,任意两个波长之间的切换时间小于80 μs,整个仪器无机械运动部件,功耗低,抗振能力强。利用该仪器对真假玫瑰花进行了鉴别试验,对涂改物证进行了信息复原实验,并成功地辨别出真假玫瑰花和复原出涂改物证,证实了该成像光谱仪具有优异的同色异谱目标鉴别本领,在同色异谱物质的鉴别上具有广阔的应用前景。     

偏振门用于对散射介质成像的蒙特卡罗模拟研究

通过蒙特卡罗模拟研究偏振光在散射介质中的传播,对通过散射介质的偏振光的强度分布进行模拟,分析了偏振门和空间滤波对成像的影响.模拟结果表明,对于Rayleigh散射体,偏振门与空间滤波可以减小散射光的影响,提高图像对比度,圆偏振光入射比线偏振光具有更高的对比度.对于Mie散射粒子,偏振门的作用有限,不同偏振光的结果差别不大.对双组分的散射介质也进行了模拟,偏振门在这种体系中仍能提高图像对比度.     

激光扫描光学断层成像系统的设计与应用

设计了基于LabVIEW控制的激光扫描光学断层成像系统,该系统以准直激光器为光源,高精度四维平移台为样本定位单元,光电倍增管为采集单元,实现了针对小鼠肺等小尺寸样本的三维成像.该系统空间分辨率优于20μm,成像视野大于1cm,通过对离体小鼠肺器官的自发荧光成像,展示了系统的操作流程、成像结果和初步生物应用,并探索了它对整个生物器官组织的成像能力.与传统生物医学光学成像方法相比,该方法具有光子收集效率高、成像样本尺寸大、系统操作简单等优点.     

土壤铬的航空高光谱间接反演模型及可迁移性研究

铬(Cr)是我国东北黑土区土壤重金属污染评价中的主要目标元素之一,随着航空高光谱技术的引入,C r含量的高光谱反演具备了大范围应用的数据基础,其中影响调查质量的关键是高光谱模型的精度及应用范围.常用的建模方法是利用各类统计学手段进行光谱特征提取并建模,局限性表现为建模结果受样本选择的影响较大,模型泛化能力不强.研究以土...     

Photoionization cross-section and binding energy of shallow donor impurities in Ga1−xInxNyAs1−y/GaAs quantum wires

We have investigated the effects of the nitrogen and indium concentrations on the photoionization cross-section and binding energy of shallow donor impurities in Ga_1−xIn_xN_yAs_1−y/GaAs quantum wires. The numerical calculations are performed in the effective mass approximation, using a variational method. We observe that incorporation of small amounts of nitrogen and indium leads to significant changes of the photoionization cross-section and binding energy.