若干自由基的高分辨激光光譜研究.pdf

1、瞬態(tài)自由基光譜研究可以幫助深入理解分子的結(jié)構(gòu)、成鍵和化學反應(yīng)活性等性質(zhì)以及分子內(nèi)部相互作用，還可以為天體化學、等離子體、燃燒等研究領(lǐng)域提供直接的實驗數(shù)據(jù)。本論文的工作主要有兩方面:對原有實驗裝置進行了改造;利用激光誘導熒光和光腔衰蕩光譜技術(shù)，與超聲射流冷卻、脈沖放電技術(shù)相結(jié)合，研究了YO、CuH、SnO以及碳鏈自由基的高分辨電子光譜。主要工作和研究成果有:
　　實驗裝置的改造
　　為了提高實驗裝置性能和光譜分辨率，在原有的實

2、驗裝置基礎(chǔ)上進行了改造，主要包括:通過將激光誘導熒光技術(shù)和光衰蕩光譜技術(shù)聯(lián)用拓展了研究體系;通過衰減染料激光器能量和重新優(yōu)化諧振腔結(jié)構(gòu)，提高了激光器分辨能力;通過利用自主研制的單縱模OPO開展高分辨電子光譜研究，使得光譜分辨率最優(yōu)達0.015cm-1;通過在實驗中實時測量激光波長，提高了實驗光譜的精度。
　　YO自由基的光譜研究
　　利用激光誘導熒光技術(shù)，在370-550 nm范圍內(nèi)系統(tǒng)地研究了超聲分子束中YO自由基的電子光

3、譜。實驗總共觀測到111個譜帶，可以歸屬為B2∑+-X2∑+、C2Π-X2∑+、D2∑+-X2∑+三個電子躍遷遷，其中，C2Π-X2∑+和D2∑+-X2∑+躍遷帶系為實驗上首次觀測到。利用單縱模OPO和優(yōu)化后的染料激光器，對新觀測到的能級進行了全轉(zhuǎn)動分辨的光譜研究，得到了X2∑+、B2∑+和D2∑+態(tài)大量高精度的光譜數(shù)據(jù)，描繪了振動能級圖;轉(zhuǎn)動分析中發(fā)現(xiàn)B2∑+態(tài)(v'=2，3，6)和D2∑+態(tài)(v'=0，1，2，4，5)受到廣泛擾動，

4、建立包含擾動的哈密頓模型精確求解出了B2∑+(v'=2)和2Π1/2電子態(tài)之間的相互作用。此外，從實驗上測定了B2∑+-X2∑+和D2∑+-X2∑+躍遷譜帶的振子強度。
　　CuH自由基的光譜研究
　　利用激光誘導熒光和光腔衰蕩光譜聯(lián)用譜儀裝置，在超聲射流條件下，研究了CuH（或CuD）自由基A1∑+-X1∑+電子躍遷光譜，實驗發(fā)現(xiàn)CuH的激光誘導熒光光譜強度迅速減小并消失，與光腔衰蕩光譜正常的譜帶輪廓明顯不同，表明A1∑+

5、態(tài)發(fā)生了預(yù)解離。通過測量A1∑+態(tài)不同轉(zhuǎn)動能級的壽命，得到了J'依賴的預(yù)解離速率。相比而言，CuD的光譜輪廓、轉(zhuǎn)動能級壽命一致。結(jié)合實驗結(jié)果和前人理論工作，認為A1∑+態(tài)與最低能量的3∑+態(tài)相互耦合，經(jīng)3∑+態(tài)發(fā)生預(yù)解離，且此過程中很可能涉及量子隧穿效應(yīng)。
　　SnO自由基的光譜研究
　　在超聲射流條件下，利用錫針與O2/Ar混合氣脈沖放電制備了SnO自由基，利用激光誘導熒光光譜技術(shù)研究了SnO分子在265-340 nm范圍

6、內(nèi)的光譜。觀測的大部分譜帶被歸屬為A1Π-X1∑+和E1∑+-X1∑+躍遷，通過對轉(zhuǎn)動譜線壽命的直接測量，獲得了A1Π和E1∑+態(tài)各能級的精確輻射壽命，發(fā)現(xiàn)A1Π態(tài)v'=3，4，8能級的壽命明顯偏長。在較低的振轉(zhuǎn)溫度下，首次觀測到了E1∑+-X1∑+躍遷(0，0)帶光譜。
　　碳鏈自由基的光譜研究
　　利用自主設(shè)計的不銹鋼平板電極對C2H2/Ar/He（或C2H2/CS2/Ar/He）混合氣脈沖放電，制備了C5、C6H、C9