瞬態雙原子分子預解離吸收光譜研究

項目摘要

預解離在光譜學，化學反應動力學以及冷分子化學等領域有著重要的作用。採用高靈敏度和高分辨的雷射光譜技術，可以獲得分子的躍遷頻率、線寬以及壓力頻移等信息。本項目擬基於光外差-（磁旋轉）-濃度調製吸收光譜技術，在近紅外-可見波段，測量雙原子分子的預解離吸收光譜，並進行譜線指認與歸屬，以獲取較準確的分子常數。在此基礎上，確定預解離的產生機制。其次，依據高解析度的吸收光譜測量結果，提取準確的預解離線寬，得到預解離線寬對振動或轉動量子數的依賴關係，獲取分子電子組態的相互作用信息，可以為雷射調控化學反應提供參考。最後，新建或修改已有的預解離動力學的理論計算程式，通過理論計算預言預解離機制及預解離線寬等信息，從而對實驗結果進行較深入的分析。本項目擬開展的近紅外-可見區域的預解離吸收光譜研究，其結果與豐富的紫外-可見區域的研究結果結合，可以進一步拓展分子預解離動力學研究。

結題摘要

本項目採用光外差-濃度/速度調製吸收光譜技術，測量了瞬態小分子在近紅外波段的高解析度吸收光譜。在對所獲得的光譜進行指認分析的基礎上，本項目主要對光譜的“非正常”現象進行分析，找出了引起這種非正常現象的物理機制，即本項目所研究的光譜微擾與預解離動力學過程。本項目取得的主要成果如下：研究了He氣放電光譜，通過對實驗中觀測到的增寬（彌散）譜線的指認，首次發現和指認了He2 b3Пg (υ = 9)態的預解離，獲取了b3Пg (υ = 9)的轉動能級同譜線線寬的依賴關係，討論了b3Пg (υ = 9)態的預解離機制。根據Femi-Golden Rule理論計算了b3Пg (υ = 9)的轉動能級的預解離線寬，理論計算同實驗結果基本符合。CS2同He氣在低溫電漿放電中生成CS瞬態分子。得到了d3Δ (υ = 6, 7, 8)態和a3П (υ = 0, 1)態的精確分子常數，基於獲得的高精度分子常數對d3Δ (υ = 6)態進行了定量的去微擾分析。根據一階非簡併微擾理論，對d3Δ (υ = 6)各個子能態的微擾機制，尤其是二階微擾作用機制進行了詳細的分析、討論和計算，結果與實驗測量一致。在d3Δ(υ= 7)能級中的反常雙分裂現象揭示了該能級與1 Sigma - 態有微擾相互作用。通過去微擾分析與擬合，得到了1Sigma- 與 a3П0 (υ= 13)的微擾參數，以及相應能級的分子常數。通過對18O2與He的流動氣體進行Penning放電生成18O2+分子離子。標識了18O2+分子離子第二負帶系A2Пu―X2Пg（3, 20）帶的203條轉動譜線和（4, 21）帶的174條轉動譜線。採用有效Hamilton量，運用非線性最小二乘法擬合獲得了光譜所涉及的各能級的分子常數。使用光外差-速度調製光譜技術(OH-VMS)，獲得了12 065-13 062 cm−1範圍內的碘分子離子I2+高分辨振轉吸收光譜。指認了其中4000多條譜線為A2П3/2-X2П3/2電子態躍遷中的振轉譜線，分別屬於下態X2П3/2的4個振動能級與上態X2П3/2的9個振動能級之間發生躍遷的24個振轉帶。標識了所有譜線的相對振動量子數和絕對轉動量子數，並同時對多組數據進行了最小二乘法擬合，首次得到了精確的分子轉動常常數和平衡常數。討論了X2П3/2和a4sigma1/2,u之間可能存在的振動微擾。

瞬態雙原子分子預解離吸收光譜研究

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