[发明专利]一种分子光反应测试装置

摘要

本发明涉及光谱化学领域，一种分子光反应测试装置，包括液滴喷射器、真空腔、电离器、偏向器I、质量过滤器、探测器I、偏向器II、离子聚束器I、离子阱I、离子聚束器II、离子阱II、飞行时间质谱、透镜、光学快门、光学参量振荡器、示波器和真空泵组，所述离子阱II能够充入缓冲气脉冲，能够在短时间内增加离子阱II中的气压；液滴喷射器主要包括喷射器外壳、储液池、电极盘和脉冲发生器，储液池为开口的桶状且位于喷射器外壳中，电极盘与储液池的底部接触，电极盘电缆连接脉冲发生器；电极盘由一组电极环组成，每个电极环由一个压电陶瓷环和两个电极组成，将电极盘中心对称地等分成八个区域，能够单独控制施加在每个区域上的电极的电压。

主权项

1.一种分子光反应测试装置，主要包括液滴喷射器(1)、真空腔(2)、电离器(3)、偏向器I(4)、质量过滤器(5)、探测器I(6)、偏向器II(7)、离子聚束器I(8)、离子阱I(9)、离子聚束器II(10)、离子阱II(11)、飞行时间质谱(12)、透镜(13)、光学快门(14)、光学参量振荡器(15)、示波器(16)、主要由比较器(17)、积分电路(18)、射频振荡器(19)、混频器(20)、整流器(21)、放大器(22)、天线(23)、谐振器(24)和电容分压器(25)组成的离子阱电压驱动电路和真空泵组，xyz为三维空间坐标系，真空腔(2)连接有真空泵组，真空度10‑7Pa，所述真空腔(2)具有起始端和末端且由两段腔体垂直连接而成，在真空腔(2)内，从起始端至末端依次具有电离器(3)、偏向器I(4)、质量过滤器(5)、偏向器II(7)、离子聚束器I(8)、离子阱I(9)、离子聚束器II(10)、离子阱II(11)和飞行时间质谱(12)，偏向器II(7)位于真空腔(2)垂直连接处，所述光学参量振荡器(15)发出的光能够依次通过光学快门(14)和透镜(13)后照射到离子阱II(11)中，光学参量振荡器(15)与示波器(16)电缆连接，所述液滴喷射器(1)连接于真空腔(2)的起始端一侧，真空腔(2)的起始端一侧具有小孔，液滴喷射器(1)喷射出的液滴能够通过所述小孔进入真空腔(2)并在所述电离器(3)的作用下形成离子包，所述离子包在偏向器I(4)中偏向后，继而在真空泵组的作用下形成离子束流，所述离子束流通过质量过滤器(5)后，再次被偏向器II(7)偏向，然后依次通过离子聚束器I(8)、离子阱I(9)、离子聚束器II(10)到达离子阱II(11)，离子束流在离子阱II(11)中被光学参量振荡器(15)发出的光照射，离子阱II(11)具有电极，其特征是：所述离子阱II(11)、谐振器(24)、电容分压器(25)、整流器(21)、比较器(17)、积分电路(18)、混频器(20)和放大器(22)依次连接，放大器(22)与谐振器(24)之间通过天线(23)电感耦合，所述天线(23)能够使得离子阱电压驱动电路与谐振器(24)和离子阱II(11)的电极构成的电路之间阻抗匹配，混频器(20)具有I口、LO口和RF口，所述I口、LO口和RF口分别用于中频信号输入、本振信号输入和射频信号输出，积分电路(18)和I口电缆连接，射频振荡器(19)与LO口电缆连接，放大器(22)与RF口电缆连接；所述离子阱II(11)能够充入缓冲气脉冲，所述缓冲气为氮气与氦气的混合物，氮气与氦气的质量比为1∶9，能够在短时间内增加离子阱II(11)中的气压，典型值为两毫秒时间内，离子阱II(11)真空度从10^‑7Pa达到10^‑3Pa，所述离子阱II(11)为线性射频离子阱，能够产生一个二维的射频四极电场，以实现对进入离子阱II(11)的离子的限制，通过离子阱II(11)的电极连接离子阱电压驱动电路；液滴喷射器(1)主要包括喷射器外壳(1‑1)、储液池(1‑2)、电极盘(1‑3)和脉冲发生器(1‑4)，储液池(1‑2)为开口的桶状且位于喷射器外壳(1‑1)中，电极盘(1‑3)与储液池(1‑2)的底部接触，电极盘(1‑3)电缆连接脉冲发生器(1‑4)；电极盘(1‑3)由一组电极环组成，每个电极环由一个压电陶瓷环(1‑3‑2)和两个电极(1‑3‑1)组成，电极(1‑3‑1)附着在压电陶瓷环(1‑3‑2)的上表面和下表面，所述电极环按照菲涅尔半波带排列，每个电极环的尺寸取决于电极盘(1‑3)的振动在液体中的振动波长以及预设的焦距，所述电极环尺寸满足条件为其中，n＝1，3，5Λ，n为阶数，λ_l为振动波在液体中的波长，F为焦距，所述焦距是振动波的焦点到环形电极中心的距离，r_n为第n个电极环的半径；将电极盘(1‑3)中心对称地等分成八个区域，能够单独控制施加在每个区域上的电极(1‑3‑1)的电压。