基于连续波红外激光的振动激发分子束制备方法

Gas phase chemical reactions play important roles in combustion chemistry, atmosphere chemistry and astrochemistry. In many of these processes, a significant portion of reacting molecules are populated in their vibrationally excited states. However, little is known about how the vibrational excitation in the reacting molecules will affect the reaction processes. A primary prerequisite to study reactivity of vibrationally excited species is to efficiently prepare reacting species in a well-defined vibrational level. In this project, we’ll use continuous wave infrared laser source and adiabatic excitation methods to prepare vibrationally excited molecules in the beam with high efficiency. We hope these methods can provide new opportunities for future experimental studies on the dynamics of vibrational state molecules in both gas-phase and beam-surface reactions.

在许多重要的燃烧、大气、星际化学反应过程中，振动激发的反应物分子广泛存在并扮演了重要的角色。反应物分子振动激发对化学反应的影响，长期以来一直是分子反应动力学研究领域的一个重要课题。从实验上研究不同激发态分子的反应性质，使我们有可能通过控制反应物分子的激发方式来实现对化学反应的调控。但由于受到束源的限制，人们很难进行这方面的研究。本项目将发展连续波红外光源，并利用其进行分子束的红外激发；摸索连续波红外绝热激发的条件，实现振动激发分子束的制备，为交叉分子束实验和分子-表面研究提供基础。

反应物分子振动激发对化学反应的影响，长期以来一直是分子反应动力学研究领域的一个重要课题。深入研究不同激发态分子在表面的反应动力学不仅有助于我们加深对解离动力学本质的理解与认识，也能为设计和发展新的催化剂或改良催化剂提供线索和理论依据。在本项目的支持下，申请人研发了连续波红外光源和连续束流分子束，为交叉分子束实验和分子-表面研究提供基础。