레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

Kenta Mizuse; Romu Fujimoto; Nobuo Mizutani; Yasuhiro Ohshima

doi:10.3791/54917

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방법 논문

레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

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DOI:

10.3791/54917

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2017년 2월 4일

Kenta Mizuse¹ , Romu Fujimoto¹ , Nobuo Mizutani² , Yasuhiro Ohshima¹^,³

¹Department of Chemistry, Tokyo Institute of Technology, ²Equipment Development Center, Institute for Molecular Science, ³Department of Photo-molecular Science, Institute for Molecular Science

이 논문에서

요약

고해상도 쿨롱 폭발 이미징 설정을 사용하여 분자 회전파 패킷의 실시간 동영상을 만들기 위한 프로토콜을 제시합니다.

초록

우리는 레이저 유도 분자 초고속 회전 파동 패킷 역학을 가시화하는 방법을 제시한다. 우리는 지금까지-비실용적 카메라 앵글을 실현하는 새로운 2 차원 쿨롱 폭발 촬상 설정을 개발 하였다. 우리의 영상 기법에서, 이원자 분자는 원 편광 강한 레이저 펄스로 조사된다. 토출 원자 이온 레이저 전파 수직 가속된다. 레이저 편광면 거짓말 이온이 기계적 슬릿을 사용하여 선택하고, 높은 처리량과 묘화되는 2 차원 검출기는 편광면에 평행하게 설치된. 원형 편광 (등방성) 쿨롱 폭발 펄스가 사용되기 때문에, 토출 된 이온의 관찰 각도 분포를 직접 펄스 조사시의 제곱 회전 파동 함수에 상당한다. 분자량 회전 실시간 동영상을 생성하기 위해, 본 영상 법은 펨토초 펌프 프로브 O와 결합ptical 설정이있는 펌프 펄스는 단방향 분자 앙상블을 회전 만듭니다. 인하여 우리의 검출 시스템의 높은 화상 처리량 펌프 프로브 실험 조건은 쉽게 실시간 스냅 샷을 모니터링함으로써 최적화 될 수있다. 그 결과, 관찰 영화의 품질은 움직임의 구체적인 파장 특성을 시각화 충분히 높다. 또한, 본 기술은 광범위한 수정 없이도 분자 시스템의 새로운 카메라 앵글이나 관점을 제공하는 기존의 표준 이온 촬상 설정으로 구현 될 수 있다는 점에 유의하라.

서론

깊은 이해와 분자의 동적 특성의 더 나은 사용을 위해, 분명 관심의 분자 운동을 시각화하는 것이 필수적이다. 시분 쿨롱 폭발 촬상이 대물 ^{^1,} ^{^2,} ^3을 달성하기 위해 강력한 방법 중 하나이다. 이 방식에서, 관심있는 분자 역학 펌프 초단파 레이저 필드가 시작한 후 시간 지연된 펄스 프로브로 프로빙한다. 프로브의 조사에 의해 분자가 이온화 승산되며 쿨롱 반발력으로 인해 단편 이온으로 분해. 배출 된 이온의 공간 분포는 프로브 조사의 분자 구조 및 공간 방향의 척도이다. 펌프 프로브 지연 시간을 측정하는 스캐닝 시퀀스는 영화 분자의 생성을 이끈다. 그것은 주목할만한, 즉 가장 간단한 경우에 - 이원자 분자 - 배출 된 이온의 각도 분포직접 분 자축 분포 (즉, 제곱 회전 파동 함수)를 반영한다.

펌프 공정에 대해서는, 초단 레이저 필드를 사용하여 분자 운동의 간섭 제어의 최근 진보는 고도로 제어 된 회전 웨이브 패킷 ^(4)의 ^작성, ^(5)에 인도하고있다. ....