Direct Imaging di laser-driven ultraveloce rotazione molecolare

Kenta Mizuse; Romu Fujimoto; Nobuo Mizutani; Yasuhiro Ohshima

doi:10.3791/54917

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Articolo metodologico

Direct Imaging di laser-driven ultraveloce rotazione molecolare

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DOI:

10.3791/54917

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4 febbraio 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

In questo articolo

Sommario

Presentiamo un protocollo per creare un filmato in tempo reale di un pacchetto di onde rotazionali molecolari utilizzando una configurazione di imaging di esplosione di Coulomb ad alta risoluzione.

Abstract

Vi presentiamo un metodo per la visualizzazione ultraveloci molecolari dinamiche pacchetto onda rotazione laser-indotta,. Abbiamo sviluppato una nuova impostazione di imaging esplosione 2-dimensionale Coulomb, in cui si realizza un angolo di ripresa fino a quel momento, impraticabile. Nella nostra tecnica di imaging, molecole biatomiche sono irradiati con un forte impulso laser polarizzata circolarmente. Gli ioni atomici espulsi vengono accelerati perpendicolarmente alla propagazione laser. Gli ioni giacenti nel piano di polarizzazione laser vengono selezionati attraverso l'uso di una fenditura meccanica e ripreso con un alto rendimento, rivelatore 2-dimensional installato parallelo al piano di polarizzazione. Poiché un circolarmente polarizzata (isotropo) Coulomb impulso esplodere viene utilizzato, la distribuzione angolare osservata degli ioni espulsi corrisponde direttamente alla funzione d'onda quadrata rotazione al momento della irradiazione impulsi. Per creare un filmato in tempo reale della rotazione molecolare, la presente tecnica di imaging è combinato con una pompa-probe a femtosecondi oconfigurazione ptical in cui gli impulsi di pompa create unidirezionalmente rotazione formazioni molecolari. A causa della elevata produttività immagine del nostro sistema di rilevamento, la condizione sperimentale pompa-sonda può essere facilmente ottimizzato controllando un'istantanea in tempo reale. Come risultato, la qualità del filmato osservata è sufficientemente elevata per visualizzare la natura ondulatoria dettagliata del moto. Si segnala altresì che l'attuale tecnica può essere implementato in configurazioni esistenti imaging standard ionici, offrendo una nuova angolazione o punto di vista dei sistemi molecolari senza necessità di modifica estesa.

Introduzione

Per una comprensione e una migliore utilizzazione della natura dinamica delle molecole, è essenziale visualizzare chiaramente movimenti molecolari di interesse. L'imaging esplosione Coulomb tempo risolto è uno dei potenti approcci per raggiungere questo obiettivo ^{^1,} ^{^2,} ^3. In questo approccio, le dinamiche molecolari di interesse vengono avviate da un campo laser di pompa ultracorti e vengono sondati da un impulso probe ritardata. Su sonda irraggiamento, molecole ionizzate moltiplicano e suddivisi in frammenti ionici causa della repulsione coulombiana. La distribuzione sp....