[发明专利]低电压弱场加速离子成像式小型光解碎片平动速度谱仪

摘要

本发明涉及一种低电压弱场加速离子成像式小型光解碎片平动速度谱仪，包括源室、反应室、真空泵、脉冲阀、准直器、光解激光和电离激光、低电压弱场离子加速和聚焦系统、微通道板、荧光屏、数据采集系统、时序控制系统和计算机；本申请创新地用弱电场(10～30V/cm)加速离子同时使离子聚焦。离子飞行总距离仅约为12cm。本发明采用低电压弱场使得定态的离子牛顿球的短轴能达到较大的时差，这十分利于随后的时间切片操作。本申请分辨率等性能优于目前通用的大多数强电场(100～350V/cm)加速，长距离(38～105cm)飞行的离子成像式光解碎片平动能谱仪。本发明可以为光解动力学的研究提供更精确、更简便高效的实验手段。

主权项

1.一种低电压弱场加速离子成像式小型光解碎片平动速度谱仪，其特征在于，该平动速度谱仪包括源室、反应室、真空泵系统、脉冲阀、准直器、光解激光和电离激光、低电压弱场离子加速和聚焦系统、微通道板、荧光屏、数据采集系统、时序控制系统和计算机；所述时序控制系统用于控制所述脉冲阀、光解激光和电离激光、以及数据采集系统的时序；所述真空泵系统用于维持所述源室和反应室的高真空度，所述脉冲阀固定设置在所述源室内；所述脉冲阀将样品分子喷向所述源室内被超声冷却，冷却后的样品分子经设置在所述源室内的所述准直器准直后形成超声分子束到达所述反应室，被超声冷却的所述超声分子束与设置在光解区域的所述光解激光垂直相交使一部分分子光解，光解分子的某一选定碎片被所述电离激光共振增强多光子电离形成离子，离子被所述低电压弱场离子加速和聚焦系统二级加速并聚焦到所述微通道板前的检测栅网，当离子撞击所述微通道板产生的电子经所述微通道板倍增后得到大量具有位置信息的次级电子，次级电子高速撞击所述荧光屏发出荧光经所述数据采集系统发送到所述计算机；所述低电压弱场离子加速和聚焦系统是由一系列中心带孔但不加栅网的金属极板组成，所述金属极板分别为推斥极、加速极和接地极，所述推斥极与加速极之间相距14.5毫米，所述加速极与接地极相距14.5毫米，所述推斥极中心孔径为2毫米，所述加速极的中心孔径为26毫米，所述接地极的中心孔径为45毫米，所述推斥极和加速极之间连接一可变电阻，所述加速极与接地极之间连接一固定电阻，所述推斥极和加速极之间的电压U1与所述加速极和接地极之间的电压U2的比值U1/U2影响着离子聚焦的效果，通过调整所述可变电阻的阻值以改变总电压在U1和U2上的分配，进而影响着离子的聚焦效果。