[实用新型]一种研究离子光激发后产物的装置

摘要

本实用新型涉及光电子及分子反应动力学领域，一种研究离子光激发后产物的装置，包括离子源、加速器、飞行时间质谱、粒子质量选择器、磁屏蔽罩、离子束入口、聚焦电极组、集束电极、光电子出口、质量选择电极组、离子出口、离子探测器、电子背景减少板、反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极、电子探测器、激光器、再生放大器、光纤振荡器、FPGA、信号发生器、光信号延迟单元、电信号延迟单元、符合单元、计算机，集束电极、反射板、离子修正板、抽取电极、聚束电极均为环形，电子背景减少板、反射板、离子修正板、集束电极依次排列且位于聚焦电极组和质量选择电极组之间，聚焦电极组和质量选择电极组的分别五个电极中心的孔均具有金属网。

主权项

一种研究离子光激发后产物的装置，主要包括离子源(1)、加速器(2)、飞行时间质谱(3)、粒子质量选择器(4)、磁屏蔽罩(5)、离子束入口(6)、由电极I(7‑1)、电极II(7‑2)、电极III(7‑3)、电极IV(7‑4)、电极V(7‑5)组成的聚焦电极组(7)、集束电极(8)、光电子出口(9)、由电极VI(10‑1)、电极VII(10‑2)、电极VIII(10‑3)、电极IX(10‑4)、电极X(10‑5)组成的质量选择电极组(10)、离子出口(11)、离子探测器(12)、电子背景减少板(13)、反射板(14)、离子修正板(15)、抽取电极(16)、聚束电极(17)、电子探测器(18)、激光器(19)、再生放大器(20)、光纤振荡器(21)、FPGA(22)、信号发生器(23)、光信号延迟单元(24)、电信号延迟单元(25)、符合单元(26)、计算机(27)及电缆，其中离子源(1)至电子探测器(18)的十八个部件均位于超高真空环境内，所述电子探测器(18)、电信号延迟单元(25)、符合单元(26)、计算机(27)依次电缆连接，所述再生放大器(20)和光纤振荡器(21)包含在所述激光器(19)内部，所述磁屏蔽罩(5)具有所述离子束入口(6)、光电子出口(9)、离子出口(11)，所述集束电极(8)、反射板(14)、离子修正板(15)、抽取电极(16)、聚束电极(17)均为环形，所述聚焦电极组(7)和所述质量选择电极组(10)均为环形电极，相邻电极之间串联有电阻，电极I(7‑1)、电极II(7‑2)、电极III(7‑3)、电极IV(7‑4)、电极V(7‑5)、电极VI(10‑1)、电极VII(10‑2)、电极VIII(10‑3)、电极IX(10‑4)、电极X(10‑5)的中心孔均为圆形，所述加速器(2)包括电极、离子反射器、抽取器和接地电极等，且都有金属网附着，所述金属网与抽取器和接地电极是接触的，以产生静电透镜效应来前满足粒子速度成像的聚焦条件，其特征是：所述磁屏蔽罩(5)外侧正对所述离子束入口(6)共轴依次安装有所述粒子质量选择器(4)、飞行时间质谱(3)、加速器(2)、离子源(1)，所述磁屏蔽罩(5)外侧正对所述光电子出口(9)共轴依次安装有所述抽取电极(16)、聚束电极(17)、电子探测器(18)，所述离子探测器(12)位于所述磁屏蔽罩(5)外侧正对所述离子出口(11)处，所述离子探测器(12)由电缆连接到所述电信号延迟单元(25)和符合单元(26)之间，所述光信号延迟单元(24)位于所述激光器(19)的激光束出口处，所述电子背景减少板(13)、反射板(14)、离子修正板(15)位于所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组(10)之间且均依次位于所述磁屏蔽罩(5)内，所述集束电极(8)位于所述电极V(7‑5)与离子修正板(15)之间、且与电极V(7‑5)中心孔同轴，所述集束电极(8)、信号发生器(23)、FPGA(22)、光纤振荡器(21)、离子源(1)依次电缆连接，所述聚焦电极组(7)中仅有电极I(7‑1)中心的孔具有金属网，所述聚焦电极组(7)对离子与激光相互作用后产生的光碎片进行聚焦，以使得离子在到达所述离子探测器(12)前满足粒子速度成像的聚焦条件，所述质量选择电极组(10)的五个电极中心的孔均具有金属网，不会明显影响离子束速度的垂直分量，所述质量选择电极组(10)对从所述离子束入口(6)进入磁屏蔽罩(5)的离子进行质量选择，在所述质量选择电极组(10)上施加一个电压，能够使得具有相同质量的离子以最小的时间分布到达某个特别的位置；调节施加在聚焦电极组(7)和质量选择电极组(10)上电压的比例，能够达到能量聚焦条件，并由此改善质谱的分辨率；所述离子探测器(12)具有孔，所述激光器(19)发出的激光能够贯穿所述离子探测器(12)的孔入射，使得在空间上激光与离子能够有更大的重叠，之后激光束再从所述离子出口(11)进入磁屏蔽罩(5)、穿过所述质量选择电极组(10)、并于所述离子修正板(15)中心上方处形成激光与离子的相互作用区域；通过所述FPGA(22)将信号发生器(23)的输出信号锁相于激光的重复率，信号发生器(23)输出信号至所述集束电极(8)，通过改变集束电极(8)上的电压，使得在有激光脉冲发射的时间内离子束以离子片段的形式通过集束电极，进行离子片段和激光脉冲的同步；通过所述电信号延迟单元(25)将电子探测器(18)得到的电子信号展宽延迟，通过所述光信号延迟单元(24)将激光信号展宽延迟，将离子探测器(18)得到的中性粒子信号、延迟的电子信号、延迟的激光信号均输入所述符合单元(26)，通过所述符合单元(26)处理后得到同步测量信号，该同步测量信号用于触发一个数字转换器，该数字转换器在有同步测量信号触发时，将经过放大的电子探测器的信号数字化，并将其发送至计算机(27)，经过分析后得到延迟发射的电子的能谱信息和角分布信息，并由此研究光激发过程中的反应机理。