[发明专利]一种实现电子和离子速度影像同时测量的方法及装置有效

专利信息
申请号: 201510760750.3 申请日: 2015-11-10
公开(公告)号: CN105301278B 公开(公告)日: 2018-06-26
发明(设计)人: 陆培祥;罗四强;兰鹏飞;张鹏;张庆斌 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G01P3/50 分类号: G01P3/50
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 李智
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 电极板 离子 影像仪 排斥 动量 二维 负压 探测 影像 测量 加速电子 加速离子 脉冲电源 实验成本 跳变电压 装置结构 施压 跳变 正压 施加
【说明书】:

发明公开了一种实现电子和离子速度影像同时测量的方法及装置,所述方法包括以下步骤:S1、在离子速度影像仪排斥极电极板和提取极电极板分别施压不同大小的负压,用于加速电子至探测屏,生成电子的二维动量谱;S2、将排斥极电极板和提取极电极板上的电压分别从负压跳变到正压,用于加速离子至探测屏,以生成离子的二维动量谱。本发明还提供了实现上述方法的装置,装置包括离子速度影像仪,与离子速度影像仪中排斥极电极板和提取极电极板分别连接的脉冲电源,用于对排斥极电极板和提取极电极板分别施加跳变电压。实施本发明无需改变原有装置结构,实施简便,大大降低了实验成本。

技术领域

本发明涉及粒子速度影像技术领域,具体涉及一种实现电子和离子速度影像同时测量的方法及装置。

背景技术

在上世纪80年代后期发展起来的粒子速度影像技术在光致解离/电离反应的认知过程中一直扮演着重要的角色。粒子速度影像仪的核心部件是三个中间开孔的圆形电极板,分别为排斥极电极板、提取极电极板和接地极电极板。这三个电极板形成的电场构成了静电透镜。产生于不同位置,具有相同动量的离子/电子经过排斥极电极板的排斥,经提取极电极板和接地极电极板聚焦并汇聚在微通道板(MCP)探测器上。最终不同动能的粒子会在探测器上形成不同直径的圆环,经过重构算法重构后,就能得到电离后产生的粒子的三维速度矢量分布。

而同时获得电子和离子的二维动量谱,对于揭示光致解离/电离反应中的微观动力学过程具有重要意义。现有的同时测量光电子-离子的光谱仪装置(Photoelectron-photoion Coincidence Spectroscopy)由两套粒子速度影像仪装置组成,一边测电子的动量谱,另一边测离子的动量谱。该装置控制复杂、实验仪器成本高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明的目的在于提供一种实现电子和离子速度影像同时测量的方法及装置,通过对离子速度影像仪的排斥极电极板和提取极电极板分别施加跳变电压,实现对电子和离子速度影像的同时测量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,提供一种实现电子和离子速度影像同时测量的方法,所述方法包括以下步骤:

S1、在离子速度影像仪排斥极电极板和提取极电极板分别施压不同大小的负压,用于加速电子至探测屏,生成电子的二维动量谱;

S2、将排斥极电极板和提取极电极板上的电压分别从负压跳变到正压,用于加速离子至探测屏,以生成离子的二维动量谱。

作为进一步优选地,所述步骤S1中,跳变前的提取极电极板和排斥极电极板上的初始电压比值为0.768。

作为进一步优选地,所述步骤S2中,将排斥极电极板和提取极电极板上的电压分别从负压跳变到正压,跳变电压的跳变时间小于10ns,跳变电压的触发时间在激光与气体分子作用的10ns后。

相应地,本发明还提供一种实现电子和离子速度影像同时测量的装置,包括离子速度影像仪,所述装置还包括:

与离子速度影像仪中排斥极电极板和提取极电极板分别连接的脉冲电源,用于对排斥极电极板和提取极电极板分别施加跳变电压。

因此,本发明可以获得以下的有益效果:在粒子速度影像仪的排斥极电极板和提取极电极板分别添加跳变电压,初始电压设置为负用于加速电子,随后将排斥极电极板和提取极电极板上的电压从负压跳变到正压,用于加速离子,即可在一次电离实验中,同时获得电子和离子的二维动量谱。本发明方法把一次飞行时间分为两块,一块用来加速电子的飞行,一块用来加速离子的飞行,在探测端再根据前面时间段的划分,将两个时间段的信号分开来,即一个为电子信号,另一个为离子信号,增加了时间利用率,提高速度影像生成的效率。本发明可用一套粒子速度影像仪同时测量电子和离子的速度影像,实施本发明无需改变原有装置结构,实施简便;也无需两套粒子速度影像仪装置,大大降低了实验成本。

附图说明

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