[发明专利]一种多维可调的分子准直实验系统

说明书

本发明是一种多维可调的分子准直实验系统，包括光路系统和进样系统，其中光路系统包括激光器以及其他光学元件，激光器发出的入射光路依次通过两块半透半反光镜形成第一光路、第二光路和第三光路，其中第一光路依次通过倍频区、偏振调节器、联合调节系统后汇入出射光路，第二光路依次通过延迟调节平台、展宽镜、偏振调节器和光阑后汇入出射光路，第三光路依次通过延迟调节平台、倍频区、偏振调节器、联合调节系统后汇入出射光路，出射光路穿过进样系统的真空准直室射入吸光室，在真空准直室中出射光路与分子样品相互作用，分子样品则依次通过极低温恒温器、准备室和六极管射入真空准直室最终在速度成像系统上显示实验结果。

技术领域

本发明是涉及激光物理实验器材领域，具体的说是一种多维可调的分子准直实验系统。

背景技术

分子取向的控制在分子的光电离与光解离、高次谐波产生以及阿秒科学等研究领域都有重要的应用。在1995年，Friedrich和Herschback提出了可以通过一个强的非共振激光场实现分子取向，这一阶段使用的激光脉冲的脉冲时间大于分子的转动周期，分子在激光脉冲的最强时刻取向程度最好，脉冲结束后则恢复混乱状态，即非绝热取向。之后随着研究的深入，有学者提出了使用一束超短激光脉冲，其脉冲时间远远小于分子的转动周期，作用与分子之上。在脉冲结束之后，分子出现周期性的取向现象，即绝热取向。

现有的实验装置多是采用基于超声分子束技术将样品喷入六极杆。分子经过转动态的选择后，被送入真空反应室。而激光器发出的一束超短脉冲被分为两束，第一束能量较低，经过能量调节和偏振方向调节后射入反应室，与分子发生作用。而第二束能量较大，被引入延时t，经过展宽和偏振方向调节后射入反应室。此时分子已经开始周期性取向，这一束大能量激光将分子击碎，而碎片被电极加速，打在荧光板上进行离子速度成像，以用来分析作用开始t时间后分子的取向情况。

但是由于单脉冲的激光强度不能太高，因此取向的程度受到限制。于是又有学者提出使用两束有时间延迟的激光脉冲进行控制，并对两束脉冲的强度比、频率、延迟时间以及环境温度等参数进行最优化，实现最大程度的分子取向。之后基于双脉冲的相关理论研究也便开展起来了，而计算结果也表明这一方法确实能够大幅度提高分子取向的程度。然而现有的分子准直实验装置虽能实现绝热取向并进行测量，但多是针对单脉冲的实验进行的设计，无法进行双脉冲实验及双脉冲实验下多参数的可调节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多维可调的分子准直实验系统，该种分子准直实验系统，能够实现单脉冲和双脉冲两种实验模式，以及在不增加新的激光器的基础上，双脉冲模式下多参数的可调节。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多维可调的分子准直实验系统，其特征是：包括光路系统和进样系统，所述的光路系统包括激光发生器，所述的激光发生器射出激光形成入射光路，所述的入射光路通过第一半透半反镜，反射形成第二光路，透过第一半透半反镜的激光再次通过第二半透半反镜，反射形成第三光路，透过形成第一光路；

所述的第一光路依次通过倍频区、偏振调节器、联合调节系统汇入出射光路，所述的第二光路依次通过位移平台、展宽镜、偏振调节器、光阑汇入出射光路，所述的第三光路依次通过位移平台、倍频区、偏振调节器、联合调节系统汇入出射光路；

所述的位移平台可引入时间延迟，所述的偏振调节器可调节激光偏振状态，所述的倍频区可调节第一光路和第三光路的脉冲频率比，所述的联合调节系统可调节脉冲强度；

所述的进样系统包括样品室，所述的样品室通过真空隔热管道与极低温恒温器连接，所述的极低温恒温器通过真空隔热管道与准备室连接，所述的准备室通过真空隔热管道与六极杆连接，所述的六极杆的出口连接有真空准直室，所述的真空准直室内远离六极杆的一侧设置有速度成像系统，所述的真空准直室的侧面相对设置有一组窗口，所述的出射光路穿过两个窗口射入吸光室，所述的出射光路与真空准直室内的分子运动路径相互正交；