[实用新型]一种低温下研究光致分离的装置

摘要

本实用新型涉及光电子及分子反应动力学领域，一种低温下研究光致分离的装置，采用低重复率的铯溅射离子源，聚焦电极组和质量选择电极组均为环形电极，聚焦电极组中仅有电极I中心的孔具有金属网，质量选择电极组的五个电极中心的孔均具有金属网；加速器包括电极、离子反射器、抽取器和接地电极等，且有金属网附着；聚焦电极组和质量选择电极组外部都具有单独的低温冷屏；质量选择电极组上施加一电压；通过调节施加在聚焦电极组和质量选择电极组上电压的比例，能够达到能量聚焦条件，改善质谱分辨率；激光入射与离子运动方向正交，离子振荡通过粒子质量选择器达到集束效果，并被锁相于一个锁模激光器，能够保证离子束和激光脉冲瞬时重合交。

主权项

一种低温下研究光致分离的装置，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)、光电子出口(8)、由电极VI(9‑1)、电极VII(9‑2)、电极VIII(9‑3)、电极IX(9‑4)、电极X(9‑5)组成的质量选择电极组(9)、激光入口(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)并均位于超高真空环境中，所述聚焦电极组(7)、质量选择电极组(9)、电子背景减少板(13)、反射板(14)、离子修正板(15)均位于所述磁屏蔽罩(5)内，所述磁屏蔽罩(5)具有所述离子束入口(6)、光电子出口(8)、激光入口(10)、离子出口(11)，所述反射板(14)、离子修正板(15)、抽取电极(16)、聚束电极(17)均为环形，所述电子背景减少板(13)、反射板(14)、离子修正板(15)依次位于所述激光入口(10)处内、且位于所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组(9)之间，激光能够通过所述激光入口(10)穿过所述电子背景减少板(13)、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，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(8)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，其特征是：所述离子源(1)为低重复率的铯溅射离子源，所述聚焦电极组(7)和所述质量选择电极组(9)均为环形电极，相邻电极之间串联有电阻，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(9)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(9)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；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；在所述聚焦电极组(7)和质量选择电极组(9)外部都具有单独的低温冷屏，以使得储存的离子能够在微秒量级的时间内退化到振动和转动能量的基态；在所述质量选择电极组(9)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；通过调节施加在聚焦电极组(7)和质量选择电极组(9)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；激光入射方向与离子运动方向是正交的，离子振荡通过所述粒子质量选择器(4)达到集束效果，并被锁相于一个锁模激光器，能够保证离子束和激光脉冲瞬时重合，仅在离子向所述聚焦电极组(7)方向运动时与激光相交。