[发明专利]一种分子核间距测量的装置及方法

权利要求书

1.一种分子核间距测量的装置及方法，其特征在于所述分子核间距测量的装置包括飞秒激光器、分束器、延时装置、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第一全反镜、第二全反镜、第三全反镜、气瓶、导气管、喷嘴、真空腔、真空泵、X射线光谱仪、X射线摄像头、飞秒激光、取向光束、探测光束、进腔窗口、气体喷流、高次谐波和铝膜；所述延时装置与第一数据线连接，所述第一数据线与电脑连接，所述电脑与第二数据线连接，所述第二数据线与X射线摄像头连接；所述气瓶内设置待测样品分子，所述待测样品分子经由导气管再通过喷嘴形成气体喷流，所述飞秒激光器能发射的飞秒激光，所述飞秒激光通过分束器分成取向光束和探测光束。

2.根据权利要求1所述一种分子核间距测量的装置及方法，其特征在于所述分子核间距测量的方法如下：

聚焦后的飞秒激光与取向后的待测分子相互作用产生电子波包，而分子内的相邻两个核子发射的电子波包将会发生双中心干涉并回转碰撞产生高次谐波辐射；这种高次谐波辐射的极小值位置与分子核间距相关联，可以从中推导出这种维纳量级的分子核间距。具体推导过程如下，双中心干涉的干涉因子可定义为在某个取向-探测光束延时t₀时刻，取向后的高次谐波强度S与随机分布的高次谐波强度S₀的比值，可表达为：

其中θ是探测光束偏振方向与分子轴的夹角，是延时为t₀时分子群的角分布函数，Θ是探测激光与取向激光之间的偏振夹角，n是高次谐波的阶次，R是分子内的相邻两个核原子之间的核间距；λ_B(n)是n次高次谐波对应的电子德布罗意波，可表示为(m_e是电子的质量，E_k是电子的动能E_knhv₀I_p)。

通过公式(1)，我们可以看到，取向后的高次谐波强度S与分子内的核间距R存在关联，只要测出高次谐波干涉极小值，就可以通过计算拟合出核间距R。