Direct Imaging del impulsada por el láser ultrarrápido Molecular Rotación

Kenta Mizuse; Romu Fujimoto; Nobuo Mizutani; Yasuhiro Ohshima

doi:10.3791/54917

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Artículo de método

Direct Imaging del impulsada por el láser ultrarrápido Molecular Rotación

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DOI:

10.3791/54917

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4 de febrero de 2017

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

En este artículo

Resumen

Presentamos un protocolo para crear una película en tiempo real de un paquete de ondas rotacionales moleculares utilizando una configuración de imágenes de explosión de Coulomb de alta resolución.

Resumen

Se presenta un método para visualizar la dinámica ultrarrápida paquete de ondas rotacionales moleculares inducidas por láser,. Hemos desarrollado una nueva configuración de 2 dimensiones de imagen explosión de Coulomb en el que se realiza un ángulo de cámara hasta entonces poco práctico. En nuestra técnica de imagen, las moléculas diatómicas son irradiados con un fuerte pulso de láser polarizada circularmente. Los iones atómicos eyectadas son acelerados perpendicularmente a la propagación del láser. Los iones se extiende en el plano de polarización del láser se seleccionan mediante el uso de una ranura mecánica y la imagen con un alto rendimiento, detector 2-dimensional instalado paralelo al plano de polarización. Debido a que se utiliza una polarización circular (isotrópica) Coulomb pulso explosión, la distribución angular observada de los iones expulsados corresponde directamente a la función de onda de rotación al cuadrado en el momento de la irradiación del pulso. Para crear una película en tiempo real de rotación molecular, la técnica de imagen actual se combina con una bomba-sonda de femtosegundo optical configuración en la que los impulsos de la bomba rotativa create unidireccionalmente conjuntos moleculares. Debido a la alta capacidad imagen de nuestro sistema de detección, la condición experimental de la bomba-sonda puede ser fácilmente optimizado mediante el control de una instantánea en tiempo real. Como resultado, la calidad de la película observada es suficientemente alta para la visualización de la naturaleza detallada de onda de movimiento. También observamos que la presente técnica se puede implementar en configuraciones existentes de formación de imágenes estándar de iones, que ofrece un nuevo ángulo de la cámara o punto de vista de los sistemas moleculares y sin la necesidad de una amplia modificación.

Introducción

Para una comprensión más profunda y mejor aprovechamiento de la naturaleza dinámica de las moléculas, es esencial para visualizar con claridad los movimientos moleculares de interés. Explosión de imágenes Coulomb resuelta en el tiempo es uno de los enfoques de gran alcance para lograr este objetivo ^{^1,} ^{^2,} ^3. En este enfoque, la dinámica molecular de interés son iniciados por un campo de láser ultracorto de la bomba y a continuación, se sondean por un pulso de sonda retardada en el tiempo. Tras la irradiación de la sonda, las moléculas se ionizan multiplican y dividen en fragm....