[发明专利]分子光解碎片平动能谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及用于研究分子光解反应动力学的实验设备，特别是涉及一种用以测量分子光解碎片的平动能的能谱仪。

背景技术

目前，业内普遍使用的光解碎片平动能谱仪(简称为PTS)，主要有两大类：分子束可转动的大型PTS和离子成像型PTS。前者结构复杂、庞大，操作困难，检测器也很复杂，且要求超高真空(P10^-8～10^-9Pa)；后者不需超高真空，高真空(P10^-4～10^-5Pa)即可，但碎片离子飞行距离较长，设备仍较大，且检测器需要高度均匀的大型微通道板和较昂贵的CCD照相机。

发明内容

本发明的目的是制造一种结构简单、使用方便、价格低廉的分子光解碎片平动能谱仪，但此能谱仪仍具有很高的分辨力。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种分子光解碎片平动能谱仪，它包括有一源室以及一反应室，所述源室内设置有脉冲分子束阀，所述源室与反应室的相接处、且正对准脉冲分子束阀输出孔的位置设置有漏斗勺；所述脉冲分子束阀喷出的气体，一部分经漏斗勺的小孔准直后，进入反应室形成分子束；所述反应室内设置有一光解激光束以及一电离激光束，该光解激光束和电离激光束分别经透镜聚焦后与进入反应室的分子束垂直相交于光解点；光解碎片离子自由飞行到达检测栅网，再经过一弱电场区以及一强电场区后到达一微通道板被检测。

在实际操作中，所述反应室内设置有一接地检测栅网、一低电压栅网以及一高电压微通道板检测器，该接地检测栅网与低电压栅网之间加有一弱加速电场，该低电压栅网与微通道板检测器之间加有一强加速电场；该微通道板检测器还依次连接有反应室外的一预放大器及一数据采集装置。另外，所述源室和反应室的下端，分别设置有一套高真空泵。

上述的分子光解碎片平动能谱仪中，所述数据采集装置为多通道计数器或计算机配置的数据采集卡。所述接地检测栅网、低电压栅网为圆柱型的栅网。

本发明由于采取以上设计，故具有以下优点：1、本发明中光解碎片电离后自由飞行，不加电场，故不需要任何加速稳压电源。2、本发明中，分子光解碎片离子的自由飞行距离很短，仅为数厘米(如3厘米或者6厘米)，因此本发明能谱仪的外型尺寸要小很多。3、本发明中，检测器只需要使用普通的微通道板，并且不需要CCD照相机，但也能取得高分辨的实验结果。4、本发明中，接地检测栅网采用圆柱形(圆柱半径等于牛顿球6的半径，仅为数厘米，如2.5厘米或者5厘米)代替平面形，提高了分辨力，并增大检测栅网面积，又提高了检测灵敏度。5、接地检测栅网至微通道板检测器间，增加一低电压栅网，这一措施以防止微通道板前的强电场穿透到自由飞行区，避免了对分辨力的不利影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明所提供的一种分子光解碎片平动能谱仪，它包括有一源室1及一反应室2。

源室1内设置有脉冲分子束阀11，源室1与反应室2的相接处、且正对准脉冲分子束阀11输出孔的位置设置有中心带小孔的漏斗勺12，样品气体由脉冲分子束阀11喷出，经漏斗勺12的小孔，进入反应室形成分子束20。

反应室2内设置有一光解激光束21及一电离激光束22，该光解激光束21和电离激光束22分别经透镜聚焦后与分子束20垂直相交于光解点O；光解碎片离子自由飞行到达检测栅网，再经过一弱电场区以及一强电场区后到达一微通道板检测器25被检测。该光解激光束21及电离激光束22可以由YAG激光器泵浦染料激光器出光，再经倍频系统倍频后产生。YAG激光器、染料激光器及倍频系统都可以直接从市场外直接购买，在此不做过多赘述。

具体来说，反应室2内设置有一接地检测栅网23、低电压栅网24以及一高电压微通道板检测器25，该接地检测栅网23与低电压栅网24之间加有一弱加速电场(图中未显示)，该低电压栅网24与微通道板检测器25之间加有一强加速电场(图中未显示)；该微通道板检测器25还依次连接有反应室外的一预放大器3及一数据采集装置4。

在源室1和反应室2的下端，还分别各设置有一套高真空泵5。另外，数据采集装置4可以为多通道计数器(MCS)或计算机配置的数据采集卡。