一種分子核間距測量的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于分子核間距測量設備技術領域，尤其涉及一種分子核間距測量的
目.ο
【背景技術】
[0002]在科學領域里，物理領域的重大發現或實用新型都會對科技進步起著重要影響，并改變人類的生活方式。上個世紀，激光的實用新型是人類最偉大的科技成果之一，它不僅為古老光學注入了新活力，而且為現代科技帶來了革命性變化。激光技術已經滲透到物理、化學、生物、信息、醫學、材料等眾多的研究領域，并發揮出不可替代的作用，還產生了諸如激光材料加工，激光化學，激光生物學，光通信等新興交叉學科。
[0003]此外，現在的飛秒激光技術使得激光功率密度達到甚至超過分子內的電場強度，于是微擾理論的基本假設不再適用，而一些新的強場理論被發展起來用于解釋強場中分子的電離、解離和高次諧波等行為。過去對強場電離、解離和高次諧波等現象的研究較多關注惰性氣體等原子系統，而現在對分子的強場現象研究亦取得了長足的發展。對于分子，除了電離、解離和高次諧波等強場現象外，還存在分子的轉動取向等特有現象。因此，飛秒激光技術可用于探測分子中電子和核的超快動力學過程，而分子高次諧波現象是最近比較熱門的研究課題，很多新的現象被不斷地發現并應用于現代科技。分子高次諧波的研究，豐富著人們對強場物理的認識并加深了人們對微觀世界的了解，同時還提供了一種探索微觀世界的重要手段。本實用新型提供的分子核間距測量的裝置及方法，具有精密度高、分析速度快等特點，為02、C02、C2H2等雙中心分子的維納量級的核間距測量及相關領域開拓了嶄新的應用前景。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型主要是解決上述現有技術所存在的技術問題，提供一種分子核間距測量的裝置，探測光束通過延時裝置進行延時和聚焦透鏡進行匯聚后作用于分子噴流上，用于驅動分子產生高次諧波，高次諧波通過X射線光譜儀進行光譜衍射分辨并通過X射線攝像頭進行拍攝記錄；這樣，通過采集和分析高次諧波的極值位置，從而解析出待測分子的核間距。
[0005]本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種分子核間距測量的裝置，所述分子核間距測量的裝置包括飛秒激光器、分束器、延時裝置、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一全反鏡、第二全反鏡、第三全反鏡、氣瓶、導氣管、噴嘴、真空腔、真空栗、X射線光譜儀、X射線攝像頭、飛秒激光、取向光束、探測光束、進腔窗口、氣體噴流、高次諧波和鋁膜；所述延時裝置與第一數據線連接，所述第一數據線與電腦連接，所述電腦與第二數據線連接，所述第二數據線與X射線攝像頭連接。所述氣瓶內設置待測樣品分子，所述待測樣品分子經由導氣管再通過噴嘴形成氣體噴流，所述飛秒激光器能發射的飛秒激光，所述飛秒激光通過分束器分成取向光束和探測光束，所述取向光束通過第一聚焦透鏡匯聚于樣品氣體噴流上，用于待測分子噴流的預先取向定位；所述探測光束通過延時裝置進行延時和第二聚焦透鏡進行匯聚后作用于分子噴流上，用于驅動分子產生高次諧波；所述鋁膜用于阻擋殘余的取向光束和探測光束，只透過高次諧波進入X射線光譜儀，所述高次諧波通過X射線光譜儀進行光譜衍射分辨并通過X射線攝像頭進行拍攝記錄。
[0006]本實用新型具有的有益效果:探測光束通過延時裝置進行延時和聚焦透鏡進行匯聚后作用于分子噴流上，用于驅動分子產生高次諧波，高次諧波通過X射線光譜儀進行光譜衍射分辨并通過X射線攝像頭進行拍攝記錄；這樣，通過采集和分析高次諧波的極值位置，從而解析出待測分子的核間距。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的裝置示意圖。
[0008]圖2為具體實施事例的裝置示意圖。
[0009]圖3為具體實施事例中計算得到的分子取向含時演化圖和實驗采集到的高次諧波隨取向變化的含時演化圖。
[0010]圖4為具體實施事例的實驗測量結果和數值擬合曲線圖。
[0011]圖中:1、飛秒激光器；2、分束器；3、延時裝置；4、第一聚焦透鏡；5、第二聚焦透鏡；
6、第一全反鏡；7、第二全反鏡；8、第三全反鏡；9、氣瓶；10、導氣管；11、噴嘴；12、真空腔；13、真空栗；14、X射線光譜儀；15、X射線攝像頭；16、飛秒激光；17、取向光束；18、探測光束；19、進腔窗口 ；20、氣體噴流；21、高次諧波；22、鋁膜；23、電腦；24、第一數據線；25、第二數據線；26、待測樣品分子。
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0013]實施例:一種分子核間距測量的裝置，如圖1?圖2所示，所述飛秒激光器輸出的飛秒激光的中心波長為790nm、重復頻率為1kHz、激光脈寬為45fs、輸出單脈沖能量為2mJ ;所述分束器是分束能量比為1:3，取向光束17的能量為0.5mJ ;所述探測光束的能量為1.5mJ ;所述延時裝置由互成直角的兩個790nm全反鏡置于直線平移臺組成；所述第一聚焦透鏡的焦距為800mm，所述第二聚焦透鏡的焦距為400mm ;所述第一全反鏡、第二全反鏡和第三全反鏡是790nm介質膜全反鏡；所述待測樣品分子為二氧化碳分子；所述導氣管為內徑為6mm的導氣銅管；所述噴嘴是開孔為0.2mm的氣體噴嘴；所述真空腔是高真空腔體；所述真空栗可維持真空腔的真空度在IX 10 3Pa以下；所述X射線光譜儀是自制的X射線光譜儀，主要由狹縫和平場X射線光柵組成；所述進腔窗口是厚度為3_的石英玻璃。
[0014]利用上述裝置，我們就可以采集到二氧化碳分子的高次諧波光譜，如圖3中的實線所示，就是我們提取其中的23次高次諧波強度隨時間延遲的結果。圖3中的虛線是分子取向的含時演化圖，我們可以發現，延時為21.1皮秒時，分子取向達到最大值，而高次諧波強度卻達到最小值，說明這個高次諧波階次是干涉相消位置。然后，我們提取19?37次高次諧波在21.1皮秒時的諧波強度，并與無取向時的諧波強度進行對比歸一化，實驗測量值如圖4中的實線所示，其中虛線是根據上述測量方法的公式(1)進行數值擬合，我們分別嘗試了 R = 0.28nm，0.25nm和0.23nm進行數值模擬。可以發現，當R = 0.23nm時，實驗結果和模擬曲線達到了較高的擬合度，這說明，二氧化碳分子中的氧原子核間距為0.23nm。如此這般，通過分子高次諧波的雙中心干涉現象就可以測量得到維納量級的分子核間距，適用于02、C02、QH2等雙中心分子的核間距測量及相關領域。
[0015]最后，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種分子核間距測量的裝置，其特征在于所述分子核間距測量的裝置包括飛秒激光器、分束器、延時裝置、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一全反鏡、第二全反鏡、第三全反鏡、氣瓶、導氣管、噴嘴、真空腔、真空栗、X射線光譜儀、X射線攝像頭、飛秒激光、取向光束、探測光束、進腔窗口、氣體噴流、高次諧波和鋁膜；所述延時裝置與第一數據線連接，所述第一數據線與電腦連接，所述電腦與第二數據線連接，所述第二數據線與X射線攝像頭連接；所述氣瓶內設置待測樣品分子，所述待測樣品分子經由導氣管再通過噴嘴形成氣體噴流，所述飛秒激光器能發射的飛秒激光，所述飛秒激光通過分束器分成取向光束和探測光束。
【專利摘要】一種分子核間距測量的裝置，所述分子核間距測量的裝置包括飛秒激光器、分束器、延時裝置、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一全反鏡、第二全反鏡、第三全反鏡、氣瓶、導氣管、噴嘴、真空腔、真空泵、X射線光譜儀、X射線攝像頭、飛秒激光、取向光束、探測光束、進腔窗口、氣體噴流、高次諧波和鋁膜；所述延時裝置與第一數據線連接，所述第一數據線與電腦連接，所述電腦與第二數據線連接，所述第二數據線與X射線攝像頭連接。
【IPC分類】G01N23/20
【公開號】CN205015298
【申請號】CN201520708593
【發明人】潘羅娜, 何林李, 李士本, 王艷偉, 尉鵬飛
【申請人】溫州大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月14日