Мы представляем протокол для создания фильма в реальном времени о молекулярном вращательном волновом пакете с использованием установки для визуализации кулоновского взрыва с высоким разрешением.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Прямая Визуализация лазерному сверхбыстрой вращения молекул
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Мы представляем метод визуализации индуцированные лазером, сверхбыстрых молекулярной динамики вращательного волнового пакета. Мы разработали новый 2-мерную Кулона установку изображения взрыв, в котором реализован до сих пор-непрактично угол обзора камеры. В нашей технике визуализации, двухатомные молекулы облучаются циркулярно поляризованного сильным лазерным импульсом. Выброшенного атомные ионы ускоряются перпендикулярно к лазерному распространения. Ионы, лежащие в плоскости поляризации лазера выбираются посредством использования механической щели и полученную с высокой пропускной способностью, 2-мерный детектор установлен параллельно плоскости поляризации. Поскольку используется круговой поляризацией (изотропным) кулоновское взрываются импульса, наблюдаемое угловое распределение испущенных ионов непосредственно соответствует квадрату вращательной волновой функции в момент импульсного облучения. Для создания в режиме реального времени фильм молекулярного вращения, настоящая методика формирования изображения в сочетании с фемтосекундного насос-зонда Optical установки, в которых импульсы накачки создают однонаправлено вращающихся молекулярных ансамблей. Из-за высокой пропускной способности изображения нашей системы обнаружения, насос-зонд экспериментальное условие может быть легко оптимизирована путем мониторинга в режиме реального времени снимок. В результате, качество наблюдаемого фильма достаточно высока для визуализации подробного волновой природы движения. Отметим также, что настоящая методика может быть реализована в существующих установках визуализации стандарт ионных, предлагая новый угол обзора камеры или точки зрения для молекулярных систем без необходимости внесения существенных изменений.
Введение
Для более глубокого понимания и лучшего использования динамической природы молекул, необходимо четко визуализировать молекулярные движения, представляющие интерес. Времяразрешенная Кулона изображений взрыв является одним из мощных подходов к достижению этой цели 1, 2, 3. При таком подходе, молекулярная динамика интереса инициируются лазерным полем накачки ультракороткого и затем зондировали с помощью временной задержки зондирующего импульса. При облучении зонда, молекулы многократно ионизированных и разбивается на фрагментарных ионов вследствие кулоновского отталкивания. Про....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Примечание: С помощью этого протокола, мы выясняем, что мы на самом деле для разработки данного способа. Точные параметры, включая камеры и оптической конструкции установки и размеров и типов деталей, не всегда необходимо применять существующую систему к устройству читателя. Суть процедуры будут даны в качестве примечаний в каждом шаге.
1. Построение изображений аппарата 2D-среза
Примечание: В этом шаге, все коммерчески доступные части и оборудование, такие как вакуумный насос и детектор, установлены в соответствии с инструкциями изготовителя или руководств пользователя.
- Как и в конструкции устройст....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На фиг.4А показан зонд только сырой образ N 2+ ионов выбрасываются на зонд облучения (кулоновского взрыва), взятый для одного зонда лазерного выстрела. Каждое яркое пятно соответствует одному иону. Рисунок 4B показывает суммированный изображение 10000 бинаризуется изображений сырые камеры. Эти изображения показывают, что наша установка изображения может контролировать молекулы всех углов ориентации в плоскости поляризации. Рисун.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Настоящая процедура позволяет захватывать в реальном времени фильм молекулярного вращения с установкой 2D визуализации на основе щелевой. Поскольку наблюдаемые ионы проходят через щель, шаг 1,5 является одним из важных этапов. Края щели лопастей должны быть острыми. Когда есть небольшой дефект, например, 0,3 мм вмятины в щели, царапины наблюдается в ионном изображении (рисунок 6). В таком случае, щель лезвие должно быть отполированы с 2000-грит влажной наждачной бумагой.
Пом.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была частично поддержана грантами KAKENHI от Японского общества содействия науке (JSPS) и Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) Япония (#26104539, #26620020, #26810011, #15H03766, #15KT0060, #16H00826 и #16K13927); Научно-техническим фондом Konica Minolta; программой "Посадка семян для исследований" компании TokyoTech; проектом "Imaging Science" Центра новых научных инициатив (CNSI) в Национальные институты естественных наук (NINS) (#IS261006); совместная программа RIKEN-IMS по «Экстремальной фотонике»; и Консорциум по фотонной науке и технике (CPhoST).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| CMOS камера | Toshiba TELI | BU-238M-ES | оснащена датчиком SONY IMX174 |
| Высоковольтный переключатель | Behlke | HTS-41-03-GSM | |
| Высоковольтный выключатель | Behlke | HTS-80-03 | |
| Цифровой генератор задержки | Stanford research systems | DG535 | |
| Цифровой генератор задержки | Stanford Research Systems | DG645 | |
| Микроканальная пластина | Photonis | 3075 | |
| Импульсный клапан | LAMID LTD | Клапан Even-Lavie | Высокая повторяемость, модель при комнатной температуре |
| Молекулярно-лучевые скиммеры | Института молекулярных наук | 13C11 | 3 и 1,5 мм центральное отверстие, полный внутренний угол 25 градусов и длина ~50 мм |
| Оптический компаратор | Nikon | V-24B | |
| DPSS лазер | Lighthouse Photonics | Sprout | |
| Femtosecond Ti:Sapphire Oscillator | KMLabs | Halcyon | |
| Femtosecond Ti:Sapphire усилитель | Quantronix | Odin-II HE | |
| Моторизованная линейная сцена | Sigma Koki | KST(GS)-100X | |
| Ручная X-ступень | Sigma Koki | TSD-601S | |
| Зеркало высокого разрешения | Newport | Suprema SX100-F2KN-254 | |
| Зеркальное крепление высокого разрешения | LIOP-TEC GmbH | SR100-100R-2-HS | |
| Поляризационная проверка | Paradigm Devices, Inc. | O-tool VIS | |
| Интерфейс связи прибора | National | Instruments NI-MAX | |
| Графическая среда разработки для измерительных программ | National Instruments | LabVIEW 2014 | |
| Лазерное линейное диэлектрическое зеркало | CVI/LEO | TLM2-400/800-45UNP | |
| Лазерное линейное диэлектрическое зеркало | Altechna | Low GDD Сверхбыстрое зеркало | |
| Лазерная линия диэлектрическое зеркало | Altechna | Low GDD Сверхбыстрое зеркало | |
| Фемтосекундный поляризатор | Advanced Thin Films | PBS-GVD |
Ссылки
- Stapelfeldt, H., Constant, E., Sakai, H., Corkum, P. B. Time-resolved Coulomb explosion imaging: A method to measure structure and dynamics of molecular nuclear wave packets. Phys. Rev. A. 58, 426-433 (1998).
- Hishikawa, A., Matsuda, A., Fushitani, M., Takahashi, E. J. Visualizing Recurrently Migrating Hydrogen in Acetylene Dication by Intense U....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
