Bu eser ABD Ordusu araştırma ofisi ile sözleşme W911NF-18-1-0051 tarafından desteklenmiştir.

Not: Tüm ticari olarak elde edilen aletleri ve parçaları lazer, vakum pompaları, odası, uçuş saat tüp ve microchannel plaka dedektörü gibi yüklü ve üreticinin yönergelerine göre işletilen veya kullanım kılavuzuna bakınız. Lazer koruyucu gözlük çalışma lazer yoğunluklarda için tasarlanmış ve dalga boylarında giyilmelidir.
1. İnşaat TOF-MS26
<ol><li>Tasarım ve iyon optik26 ve optik windows üzerinde 2 ¾" flanşlar iyon optik (Şekil 1) her iki tarafında monte bu süre için standart bir sürü karşılamak için yeterli alana sahip ultrahigh bir vakum (UHV) odası inşa.</li>
	<li>İyon optik bir 1-m uçuş tüp odasına monte yığını iliştirin. Not: optik masada yer kazanmak için bu iyon optik montaj ve tüp dikey olarak uçuş en kolayıdır.</li>
	<li>Aspiratör ve repeller plakaları, iş parçacığı tüp odası, dışarı arasında odasına 1/16" Paslanmaz çelik boru takın ve ¼" Paslanmaz çelik boru27için takın. Bir veya daha fazla değişken sızıntı vanalar ¼" Paslanmaz çelik boru takın. Not: Cam içeren moleküler örnekleri tüpler veya gaz tankları bu boru örnek giriş için bağlı.</li>
	<li>Bir 18 mm microchannel tabak yığını Z-yığın yapılandırma29 uçuş tüp sonuna ekleyin.</li>
	<li>2 ¾" flanşlar odasına monte iki optik windows (1 mm kalınlık, 50 mm çaplı, erimiş silis) ekleyin. Not: Bu iki pencerede repeller ve çıkarıcı plakaları arasında uzayda aracılığıyla lazer ışınları yayar.</li>
	<li>İyon optik ve dedektör geçerli feedthroughs ve BNC kablo üzerinden yüksek voltajlı güç kaynakları için tel.</li>
	<li>Bir turbomoleküler pompa odası iyon optik ve ikinci bir pompa uçuş tüp dedektörü (Şekil 1) yakınındaki sonuna yakın iliştirin. Her iki pompa için bir uygun destek pompası bağlayın. Dikkat: turbomoleküler pompa dikey monte uçuş tüp sonuna kadar eklenirken, TOF sistemi pompanın ağırlığı nedeniyle bir tarafına yalın değil emin olmak için dikkat ediniz. Bu sorun optik masaya vakum odası ekleyerek azaltılabilir.</li>
	<li>Pompalar üzerinde açın ve 24 saat bekleyin. Basınç odasında hiçbir örnek ile 10-8 torr altında olması. Basınç yüksek ise, kaçakları kontrol ve sıkın fındık veya odası istenilen basınç ulaşılana kadar pişirin.</li>
</ol>2. optik pompa ve sonda Yolları İnşaatı
Not: Pompa ve sonda optik yolları bir diyagram Şekil 1' de verilmiştir.
<ol><li>Femtosecond lazer bakliyat sağlanması Not: Femtosecond lazer bakliyat (800 nm) üreticisinin göre işletilen ticari Ti:Sapphire rejeneratif amplifikatör kaynak tarafından temin edilmiştir.<ol>
<li>Lazer açmak ve yaklaşık 30 stabilize etmek min için bunun için beklemek.</li>
		<li>Pozisyon bir 90:10 (% R: %T) pompa inşa ve ışın satırları yoklama için kullanılan iki yineleme oluşturmak için çıktı laser sonra splitter ışınlayın. Yeterli güç teslim edilmesini sağlamak için her iki yineleme lazer gücünü kontrol edin.</li>
		<li>Optik parametrik amplifikatör (OPA) yansıyan ışın doğrudan ve kılavuzda yordamları kullanarak çıkış gücü optimize etmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pompa optik yol hazırlanması<ol>
<li>İstenen dalga boyu seçmek için OPA yazılım ayarlayın.</li>
		<li>Çıktı ışın OPA λ/2 dalga plaka (WP) ve polarize (P) üzerinden doğrudan.</li>
		<li>P polarize ışın engellemek ve içbükey için s polarize ışın doğrudan (f =-10 cm) ve konveks (f = 50 cm) 5 katına çapına genişletmek için aynalar.</li>
		<li>Genişletilmiş ışını Dikroik ayna (DC) için doğrudan.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sonda optik yol hazırlanması<ol>
<li>Dışbükey ayna 90:10 ışını splitter geçen ışın doğrudan (f = 20 cm) ve içbükey ayna (f =-10 cm) 2 katına çapına azaltmak için.</li>
		<li>İçi boş bir retro-yansıtıcı bir motorlu doğrusal gecikme sahnede monte için aşağı collimated ışını doğrudan. Montaj kolları iki düz aynalar sahne tam seyahat yelpazesini hareket ettiğinde retro reflektör değişmez sonra ışın pozisyon sağlamak için retro reflektör önce ayarlayın. Not: Bu pompa-sonda kayma örtüşme tam tarama aralığı boyunca muhafaza edilmesi sağlanır.</li>
		<li>Sonda darbe gücünü azalt, bir iris ışın çapı ayarlamak için sonra ND filtre Ekle ve ışını Dikroik ayna (DC) için yönlendirmek için gecikme aşamadan sonra bir akort nötr yoğunluk (ND) filtresi ekleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pompa ve sonda darbe süreleri ölçümü Not: Pompa ve sonda nabız sürelerini ölçülür bir ev yapımı ikinci harmonik üretimi-frekans optik (SHG-kurbağa) çoğunluğuna Kur çözüldü. Bir SHG-kurbağa Kur, ölçüm süreci ve veri alma algoritmaları inşaatı ile ilgili ayrıntılar başka bir30,31,32bölümünde. Bizim deneyler, OPA dışarı darbe süreleri normal yaklaşık 20 fs ve bu 800 nm darbe yaklaşık 30 fs19,20,27uygulanır. Darbe sıkıştırma kullanarak, örneğin, aynalar chirped10,11,12,13 uygulamak için gerekli olabilir ancak, OPA'lar üst düzey darbe deformasyonları, neden olabilir veya bir acousto-optik modülatör16.<ol>
<li>Pompa veya sonda ışın engelleyin. Doğrudan düz aynalar ile kurbağa içine kalan kiriş pompa ve sonda nabız birleştirir Dikroik ayna sonra yerleştirilir.</li>
		<li>İki ışın β-Baryum-bor (BBO) kristal kurbağa çakışma çoğaltır emin olun. Üçüncü bir ışın iki özgün kiriş arasında görünene kadar ışın hizalama ve gecikme sahne ayarlayın.</li>
		<li>Bir iris ve f = 10 cm objektif, izole ve odak bir fiber optik montaj içine Işını Spektrometre ve bilgisayar bağlı.</li>
		<li>KURBAĞA tarama toplamak ve uygun yazılım ve alma algoritması ile darbe şekil almak.</li>
		<li>Adımları 2.4.1-2.4.3 diğer ışın için yineleyin. Kirişler için kurbağa yönetmenlik aynalar kaldırın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pompa ve yoklama kiriş kayma örtüşme kaba Not: pompa ve yoklama kirişler görünür durumdaysa, adım 2.5.1 atlanabilir.<ol>
<li>15 mm çaplı BBO kristal dikroik sonra her iki kiriş, böylece onları görünür hale dalga boylarında iki katına yerleştirin. Not: Bir portakal mavi 400 nm sonda ışın kolayca ayırt edilebilir 600-650 nm kiriş yapmak için bir OPA dalga boyu ~ 1200-1300 nm Bu adım için kullanmak en kolay yoldur. Pompa ışın en yoğun bölgesi kristal merkezinden geçer sağlamak için özen gösterin. Öyle ki her ne kadar bu açıdan belirli bir rengi maksimum yoğunluk karşılık gelmeyebilir turuncu ve mavi nabız kolayca görünür, kristal açı optimize edilmelidir.</li>
		<li>Öyle ki kirişler collinearly ile TOF-MS odaya yaymak ayna kullanarak hizalamaları dikroik önce bağlar pompa ve sonda ışını ayarlamak ve diğer taraftan dışarı. Not: Sonda ışını küçük çapı ve pompa ışın ortasında merkezli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Geçici örtüşme pompa ve yoklama kirişler kaba Not: burada açıklanan yöntemi osiloskop çözünürlük için sınırlıdır ve yalnızca birkaç milimetre seyahat gecikme sahnede içinde sıfır gecikme konuma belirleyebilirsiniz.<ol>
<li>Bir hızlı fotodiyot dedektörü pencere girişinin önünde birkaç santimetre pompa ve yoklama kirişler yolundaki TOF-MS odasına koyun. Bir dijital osiloskop dedektörü kablosunu takın ve bağımsız olarak pompa ve sonda nabız sinyalleri bulun.</li>
		<li>Öyle ki osiloskop pompa ve yoklama sinyalleri geçici örtüşen motorlu gecikme sahne sonda satırındaki konumunu ayarlamak. Bir sinyal sürekli önünde (geride) osiloskop diğerinde ise, kısaltmak veya gerektiği gibi yol uzunluğu uzatmak için motorlu gecikme sahne tutan bağlar taşıyın.</li>
		<li>Fotodiyot dedektörü kaldırın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. ön ölçümleri
Not: Tüm veriler bizim deneylerde içi ticari araç kontrol yazılımı (Malzemeler tablo) ile yazılmış kodları kullanarak satın alınan. Tüm araç sürücü yazılımı ilgili üreticisinden elde edildi.
<ol><li>Kalibrasyon mutlak en yüksek yoğunluk pompa darbe28<ol>
<li>Sonda ışın engellemek ve eklemek bir f = 20 cm objektif kütle spektrometre giriş penceresine önce doğrudan el ile doğrusal çeviri sahnede monte.</li>
		<li>Dalga plaka (WP) döndürme açısı (Şekil 1önce objektif ölçülen pompa ışın gücü en üst düzeye çıkarmak için) ayarlayın.</li>
		<li>Xe benzin TOF-MS odası koya ekleyin ve 5-10 x 10-8 torr basınç göstergesi okur öyle ki odasına gaz akışını denetleyen sızıntı Vana ayarlayın. TOF-MS güç kaynağı voltaj kapalı basınç ani artışlar nedeniyle MCP dedektörü için zarar görmemesi için örnek baskı ayarlarken olduğundan emin olun.</li>
		<li>Çıkış kabloları MCP dedektörü ve dijital osiloskop lazer sinyal gecikme jeneratöre bağlayın. Osiloskop lazer sinyal tetiklemek için ayarlayın.</li>
		<li>TOF-MS güç kaynağı açmak ve voltaj kontrol edin. Tipik V1, V2, V3ve V4 (resim 2) gerilimleri +4,190 V, +3,910 V, 0 V ve-3,000 V, sırasıyla değerleridir.</li>
		<li>İyon sinyalleri Xe+ (ve daha yüksek ücret Türkiye) osiloskop içinde doğrudan ya da bir bilgisayar üzerinden osiloskop için bağlı olup olmadığını denetleyin.</li>
		<li>Toplam iyon sinyal en üst düzeye çıkarmak için objektif tutan el ile çeviri sahne konumunu ayarlamak. Bu adım pompa ışın odak gösterildiği Şekil 2kesmek 0,5 mm ile çakışıyor sağlar.</li>
		<li>Kayıt veri toplama yazılımı kullanarak Xe kütle spektrumu.</li>
		<li>Lazer güç daha önceden ölçülmüş güç daha düşük bir güç ~ 20 mW elde etmek için WP açı çevirerek azaltın.</li>
		<li>Lazer güç ölçülebilir Xe+ sinyal oluşturmak için çok düşük kadar adımları 3.1.8-3.1.9 yineleyin. 10-15 farklı lazer gücü, kitle spectra toplam kaydedilmelidir.</li>
		<li>Uygun veri analiz yazılımı kullanarak izlemek belgili tanımlık merdiven içinde başvuru için mutlak doygunluk yoğunluğu Xe+ (1.12 1014 W cm-2x) için karşılık gelen lazer darbe enerji tanımlamak için 2828. Bu yordam herhangi bir pompa darbe enerji daha fazla deneylerde kullanılan için bir mutlak yoğunluğu ölçek sağlar.</li>
	</ol></li>
	<li>Kalibrasyon mutlak en yüksek yoğunluk sonda darbe33 Not: zayıf sonda darbe yoğunluk nedeniyle 3.1. adımda anlatılan Xe kalibrasyon yöntemi kullanılamaz. Bunun yerine, sonda yoğunluğu deneylerde odak noktası ile bir dijital fotoğraf makinesi32, darbe süresi ve enerji ile birlikte spot boyutunda ölçerek tahmin.<ol>
<li>Pompa ışın engellemek ve düz bir yol boyunca sonda ışını Dikroik ayna sonra iki düz aynalar kullanarak doğrudan.</li>
		<li>Odaklama lens odaya bitişik pozisyonundan kaldırmak ve sonda ışın yolundaki soruşturma ışın onun merkezinden geçer sağlanması yerleştirin.</li>
		<li>Değişken ND filtre kullanarak sonda ışın enerji en aza indirmek ve darbe enerji ~ 100 aşağıda azaltmak için ek ND filtre ekleyin nJ.</li>
		<li>CMOS kompakt el ile doğrusal çeviri sahnesinde yerini ve uygun veri toplama yazılımı olan bir bilgisayara bağlayın. Sonda ışın yolu çeviri aşamasında ışın odak nokta merkezli kamera ile bağlayın. Yazılım programı kullanarak ışın nokta bulun. ND filtre ekleyin ve doygunluk CMOS Dedektör önlemek için fotoğraf makinesi satın alma ayarlarını yapın.</li>
		<li>En küçük, en yoğun lazer nokta elde etmek için çeviri sahne konumunu ayarlamak. Bu konum ışın odak için karşılık gelir.</li>
		<li>Odak, bir kamera görüntüsü elde etmek ve spot ışın çapı belirlemek için uygun veri analiz yazılımı kullanarak iki boyutlu bir Gauss işlev için uygun.</li>
		<li>Sonda ışın kameraya yönetmenlik aynalar kaldırmak ve odaklama lens konumunu TOF-MS önünde geri dönün.</li>
	</ol></li>
	<li>Pompa-sonda kayma ve geçici örtüşme TOF-MS belirlenmesi Not: Adım 3.1 protokolünde tamamlanması kabul edilir. XE gaz örnek uzamsal ve geçici örtüşme belirlemek için kullanılabilir gibi görünse, kütle spektrumunda değişiklikleri olumlu zaman-gecikmeler yerine yalnızca sıfır gecikmeli bir dizi üzerinden görülebilir çünkü hedef molekül için çalışma kullanmak için tavsiye edilir , Xe olduğu gibi.<ol>
<li>İstenen örnek TOF-MS odasına bağlanmak ve basınç 1-5 x 10-7 torr aralığına ayarlayın.</li>
		<li>Pompa ve yoklama kirişler engelini kaldırmak ve onlar TOF-MS odasına hizalandığından emin olun.</li>
		<li>Prob güç ND filtre ayarlayarak en üst düzeye çıkarmak. Pompa gücü ile waveplate tatmin edici iyon sinyal almak için yeterince yüksek bir seviyeye ayarlayın. Not: Prob güç parçalanma ikna etmek için ama o kadar yüksekten iyonları pompa nabzı yokluğunda oluşturmak için yeterince yüksek olmalıdır.</li>
		<li>Sonda ışını Dikroik ayna Dağı (DC, Şekil 1) kolları ile kayma konumunu ayarlamak kadar ya ani bir artış tüm iyonlarının yoğunluğunu görülmektedir (sahne konum tam olarak sıfır gecikme ise) veya üst moleküler önemli tükenmesi İyon ve/veya parça iyon verimleri artış gözlenen (pozitif bir Gecikmeli için sahne pozisyon karşılık geliyorsa).</li>
		<li>İyon sinyalleri hiçbir değişiklik gözlenir, sahne konum negatif zaman-gecikme, i.eolasıdır., sonda pompa önce gelir. Uzun bir yol motorlu gecikme aşamaya sonda ışın için ayarlamak ve kütle spektrumu bir değişiklik görülmektedir kadar adımları yineleyin 3.3.4.</li>
		<li>Ani bir artış toplam iyon sinyal üretmek için motorlu gecikme sahne pozisyonunu ayarlayýn. Bu pozisyon için sıfır gecikmeli karşılık gelir. Sıfır gecikmeli pompa ışın sadece ile alınan kitle spektrum birlikte iyi ve kötü kayma örtüşme ile alınan DMMP molekülünün temsilcisi kitle spectra Şekil 3' te gösterilmektedir.</li>
	</ol></li>
	<li>Çapraz korelasyon6,34 Not: Çapraz korelasyon ölçüm Xe32gibi bir asal gaz gerçekleştirilmelidir. Bu kurbağa ve sıfır gecikmeli için karşılık gelen gecikme sahne konumu her iki darbe süreleri ölçülmüştür doğrulamak için hizmet vermektedir.<ol>
<li>XE ile gaz odası (adım 3.1) ve en iyi duruma getirilmiş ışın çakışma (adım 3,3), hareket sıfır gecikmeli bulmak için motorlu sahne pozisyon (i.e., Xe+ sinyal ekranı kapladığında).</li>
		<li>Motorlu çeviri sahne -200 fs 200 fs 5 fs adımlarla için gecikme aralığı boyunca inceden inceye gözden geçirmek. Bu tarama 120 µm sıfır gecikme süresini konumunda merkezli bir dizi üzerinden 1,5 µm adımlarına karşılık gelir. Her kayıt kitle spektrum pozisyon inceden inceye gözden geçirmek ve Xe+ verimleri zamana bağımlı iyon sinyal34elde etmek için entegre.</li>
	</ol></li>
</ol>4. pompa-sonda ölçümleri
<ol><li>Ölçümleri alarak önce ön denetimler<ol>
<li>Her iki kiriş collinearly odası (Şekil 1) pencereden yayılıyor onaylamak için deneysel ayarları'nı denetleyin.</li>
		<li>İstenen örnek TOF-MS odasına ekleyin ve yavaş yavaş örneği 1-5 x 10-7 torr hedef basınç elde etmek için değişken sızıntısı valve(s) kullanarak odanın içine yayın. Ne zaman basınç nedeniyle MCP dedektörü için zarar görmemesi için örnek basınç ayarlama tırmanıştır TOF-MS güç kaynağı voltaj kapandığından emin olun.</li>
		<li>Buhar basıncı molekülün istenilen basınç üretmek için çok düşükse, istenilen basınç elde kadar örnek sahibi ısı yavaşça.</li>
		<li>Açmak ve TOF-MS voltaj (adım 3.1.5) kontrol edin. Veri toplama yazılımı motorlu gecikme sahne ve osiloskop ile iletişimi ile ilgili olarak işlerliğini doğrulayın.</li>
		<li>Objektifin önünde odası (adım 3.1.7) ve iyon sinyal ve kayma örtüşme optimize etmek için pompa-sonda kayma hizalama (adım 3.3.4) ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Veri toplama<ol>
<li>İstenen iyon sinyalleri almak için pompa ve yoklama darbe enerjileri ayarlayın.</li>
		<li>Veri toplama yazılımı tarama uzunluğu ve adım boyutu belirtin. Not: Tipik tarama uzunlukları bizim deneyler menzil 1000-5000 fs ve adım boyutları aralığı 5-20 fs19,20.</li>
		<li>Her pompa-sonda gecikme, kitle spektrum elde etmek için veri toplama yazılımı çalıştırın. Not: Genellikle, 1000 lazer birkaç kadeh bir inceden inceye gözden geçirmek her zaman gecikme, kaydedilen kitle spektrum ortalama. Yeterince yüksek sinyal gürültü oranı elde etmek için 10-20 inceden inceye gözden geçirmek istediğiniz ayarları alınır (i.e., tarama uzunluğu, adım boyutu, pompa ve sonda güçler) ve ortalama olarak. Lazer güç kayması etkilerini en aza indirmek için tarama gecikme-sahne seyahat yönde dönüşümlü olarak alınabilir. Tüm veriler sekmeyle ayrılmış metin dosyaları olarak kaydedilir. Tek bir tarama için 1250 fs tarama uzunluğu 5 fs adım büyüklüğü ile DMMP alınan temsilcisi ham kitle spektral verileri Şekil 4' te gösterilmiştir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Veri işleme<ol>
<li>Her kitle en yüksek faiz ( Şekil 4bracketed bölgelerde tarafından resimli) için uçuş zaman aralığı tanımlamak ve her kütle spektrumunda bu aralıklar üzerinde entegre. Çıktıların her iyon ilgi zaman çözüldü sinyalleri temsil eder. Örneğin, DMMP üst moleküler iyon ile iyi ve kötü pompa-sonda kayma örtüşme bir pompa-sonda taramasından elde zaman çözüldü iyon sinyaller Şekil 5' te gösterilmektedir.</li>
		<li>Adımı yineleyin 4.3.1 inceden inceye gözden geçirmek istediğiniz sayıyı elde etmek için (Örn., 10-20)19,20 , aynı tarama ayarlarını. Her zaman çözüldü iyon sinyal alınan tüm taramaları üzerinde ortalama. Temsilcisi ortalama iyon sinyaller Şekil 6' da gösterilmiştir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Letokhov, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photophysics+and+Photochemistry.">Photophysics and Photochemistry.</a> Physics Today. 30 (5), 23-32 (1977).</li><li>Bloembergen, N., Yablonovitch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+laser+induced+unimolecular+reactions.">Infrared laser induced unimolecular reactions.</a> Physics Today. 31 (5), 23-30 (1978).</li><li>Zewail, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+selective+chemistry-is+it+possible?.">Laser selective chemistry-is it possible?.</a> Physics Today. 33 (11), 25-33 (1980).</li><li>Brif, C., Chakrabarti, R. L., Rabitz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+quantum+phenomena:+past,+present+and+future.">Control of quantum phenomena: past, present and future.</a> New Journal of Physics. 12, 075008 (2010).</li><li>Bloembergen, N., Zewail, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+redistribution+and+the+question+of+mode+selective+laser+chemistry+revisited.">Energy redistribution and the question of mode selective laser chemistry revisited.</a> The Journal of Physical Chemistry. 88 (23), 5459-5465 (1984).</li><li>Rosker, M. J., Dantus, M., Zewail, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Femtosecond+real-time+probing+of+reactions.+I.+The+technique.">Femtosecond real-time probing of reactions. I. The technique.</a> The Journal of Chemical Physics. 89 (10), 6113-6127 (1988).</li><li>Zewail, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Femtochemistry:+Recent+progress+in+studies+of+dynamics+and+control+of+reaction+and+their+transition+states.">Femtochemistry: Recent progress in studies of dynamics and control of reaction and their transition states.</a> The Journal of Physical Chemistry. 100 (31), 12701-12724 (1996).</li><li>Warren, W. S., Rabitz, H., Dahleh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+Control+of+Quantum+Dynamics:+The+Dream+Is+Alive.">Coherent Control of Quantum Dynamics: The Dream Is Alive.</a> Science. 259 (5101), 1581-1589 (2003).</li><li>Kosma, K., Trushin, S. A., Fu&#223;, W., Schmid, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclohexadiene+ring+opening+observed+with+13+fs+resolution:+coherent+oscillations+confirm+the+reaction+path.">Cyclohexadiene ring opening observed with 13 fs resolution: coherent oscillations confirm the reaction path.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 11 (1), 172-181 (2009).</li><li>De, S., Magrakvelidze, M., Bocharova, I. A., Ray, D., Cao, W., Znakovskaya, I., Li, H., Wang, Z., Laurent, G., Thumm, U., Kling, M. F., Litvinyuk, I. V., Ben-Itzhak, I., Cocke, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Following+dynamic+nuclear+wave+packets+in+N2,+O2+and+CO+with+few-cycle+infrared+pulses.">Following dynamic nuclear wave packets in N2, O2 and CO with few-cycle infrared pulses.</a> Physical Review A. 84 (4), 043410 (2011).</li><li>Bryan, W. A., McKenna, J., English, E. M. L., Wood, J., Calvert, C. R., Torres, R., Murphy, D. S., Turcu, I. C. E., Collier, J. L., McCann, J. F., Williams, I. D., Newell, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+vibrational+wavepackets+in+D2+:+Defining+superposition+condition+and+wavepacket+distinguishability.">Isolated vibrational wavepackets in D2+: Defining superposition condition and wavepacket distinguishability.</a> Physical Review A. 76 (5), 053402 (2007).</li><li>Calvert, C., Bryan, W., Newell, W., Williams, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+resolved+studies+of+ultrafast+wavepacket+dynamics+in+hydrogen+molecules.">Time resolved studies of ultrafast wavepacket dynamics in hydrogen molecules.</a> Physics Reports. 491 (1), 1-28 (2010).</li><li>Kelkensberg, F., Lefebvre, C., Siu, W., Ghafur, O., Nguyen-Dang, T. T., Atabek, O., Keller, A., Serov, V., Johnsson, P., Swoboda, M., Remetter, T., L&#39;Huillier, A., Zherebtsov, S., Sansone, G., Benedetti, E., Ferrari, F., Nisoli, M., L&#233;pine, F., Kling, M. F., Vrakking, M. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+dissociative+ionization+and+wave-packet+dynamics+studied+using+two-color+XUV+and+IR+pump-probe+spectroscopy.">Molecular dissociative ionization and wave-packet dynamics studied using two-color XUV and IR pump-probe spectroscopy.</a> Physical Review Letters. 103 (12), 123005 (2009).</li><li>Erattupuzha, S., Larimian, S., Baltuska, A., Xie, X., Kitzler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-pulse+control+over+double+ionization+pathways+in+CO2.">Two-pulse control over double ionization pathways in CO2.</a> The Journal of Chemical Physics. 144 (2), 024306 (2016).</li><li>Rudenko, A., Makhija, V., Vajdi, A., Ergler, T., Schurholz, M., Kushawaha, R. K., Ullrich, J., Moshammer, R., Kumarappan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+field-induced+wave+packet+dynamics+in+carbon+dioxide+molecule.">Strong field-induced wave packet dynamics in carbon dioxide molecule.</a> Faraday Discussions. 194, 463-478 (2016).</li><li>Pearson, J. B., Nichols, S. R., Weinacht, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+fragmentation+driven+by+ultrafast+dynamic+ionic+resonances.">Molecular fragmentation driven by ultrafast dynamic ionic resonances.</a> The Journal of Chemical Physics. 127 (13), 131101 (2007).</li><li>Bohinski, T., Tibbetts, K. M., Tarazkar, M., Romanov, D. A., Matsika, S., Levis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+field+adiabatic+ionization+prepares+a+launch+state+for+coherent+control.">Strong field adiabatic ionization prepares a launch state for coherent control.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 5 (24), 4305-4309 (2014).</li><li>Tibbetts, K. M., Tarazkar, M., Bohinski, T., Romanov, D. A., Matsika, S., Levis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+dissociation+dynamics+of+acetophenone+radical+cation+through+excitation+of+ground+and+excited+state+wavepacket.">Controlling the dissociation dynamics of acetophenone radical cation through excitation of ground and excited state wavepacket.</a> The Journal of Physics B: Atomic, Molecular, and Optical Physics. 48 (16), 164002 (2015).</li><li>Ampadu Boateng, D., Gutsev, G. L., Jena, P., Tibbetts, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+coherent+vibrational+dynamics+dynamics+in+dimethyl+methylphosphonate+radical+cation.">Ultrafast coherent vibrational dynamics dynamics in dimethyl methylphosphonate radical cation.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 20 (7), 4636-4640 (2018).</li><li>Ampadu Boateng, D., Gutsev, G. L., Jena, P., Tibbetts, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociation+dynamics+of+3-+and+4-nitrotoluene+radical+cations:+Coherently+driven+C-NO2+bond+homolysis.">Dissociation dynamics of 3- and 4-nitrotoluene radical cations: Coherently driven C-NO2 bond homolysis.</a> The Journal of Chemical Physics. 148 (13), 134305 (2018).</li><li>Markevitch, A. N., Romanov, D. A., Smith, S. M., Schlegel, H. B., Ivanov, M. Y., Levis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+non+adiabatic+excitation+of+large+molecules+and+ions+driven+by+strong+laser+fields.">Sequential non adiabatic excitation of large molecules and ions driven by strong laser fields.</a> Physical Review A. 69 (1), 013401 (2004).</li><li>Lezius, M., Blanchet, M., Rayner, D. M., Villeneuve, D. M., Stolow, A., Ivanov, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonadiabatic+multielectron+dynamics+in+strong+field+molecular+ionization.">Nonadiabatic multielectron dynamics in strong field molecular ionization.</a> Physical Review Letters. 86 (1), 51 (2001).</li><li>Lezius, M., Blanchet, V., Ivanov, M. Y., Stolow, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyatomic+molecules+in+strong+laser+fields:+Nonadiabatic+multielectron+dynamics.">Polyatomic molecules in strong laser fields: Nonadiabatic multielectron dynamics.</a> The Journal of Chemical Physics. 117 (4), 1575 (2002).</li><li>Bohinski, T., Tibbetts, K. M., Tarazkar, M., Romanov, D., Matsika, S., Levis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+an+electronic+resonance+in+a+ground-state,+gas-phase+acetophenone+cation+via+strong-field+mass+spectrometry.">Measurement of an electronic resonance in a ground-state, gas-phase acetophenone cation via strong-field mass spectrometry.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 4 (10), 1587-1591 (2013).</li><li>Bohinski, T., Tibbetts, K. M., Tarazkar, M., Romanov, D., Matsika, S., Levis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+ionic+resonances+in+alkyl+phenyl+ketone+cations+via+infrared+strong+field+mass+spectrometry.">Measurement of ionic resonances in alkyl phenyl ketone cations via infrared strong field mass spectrometry.</a> The Journal of Physical Chemistry A. 117 (47), 12374-12381 (2013).</li><li>Wiley, W. C., McLaren, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-of-Flight+Mass+Spectrometer+with+Improved+Resolution.">Time-of-Flight Mass Spectrometer with Improved Resolution.</a> Review of Scientific Instruments. 26, 1150-1156 (1955).</li><li>Gutsev, G. L., Ampadu Boateng, D., Jena, P., Tibbetts, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Theoretical+and+Mass+Spectrometry+Study+of+Dimethyl+Methylphosphonate:+New+Isomers+and+Cation+Decay+Channels+in+a+Femtosecond+Laser+Field.">A Theoretical and Mass Spectrometry Study of Dimethyl Methylphosphonate: New Isomers and Cation Decay Channels in a Femtosecond Laser Field.</a> The Journal of Physical Chemistry A . 121 (44), 8414-8424 (2017).</li><li>Hankin, S. M., Villeneuve, D. M., Corkum, P. B., Rayner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intense-field+laser+ionization+rates+in+atoms+and+molecules.">Intense-field laser ionization rates in atoms and molecules.</a> Physical Review A. 64 (1), 013405 (2001).</li><li>Amitay, Z., Zajfman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+type+of+multiparticle+three-dimensional+imaging+detector+with+subnanosecond+time+resolution.">A new type of multiparticle three-dimensional imaging detector with subnanosecond time resolution.</a> Review of Scientific Instruments. 68 (3), 1387-1392 (1997).</li><li>Trebino, R., Kane, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+phase+retrieval+to+measure+the+intensity+and+phase+of+ultrashort+pulses:+frequency-resolved+optical+gating.">Using phase retrieval to measure the intensity and phase of ultrashort pulses: frequency-resolved optical gating.</a> Journal of the Optical Society of America A. 10 (5), 1101 (1993).</li><li>DeLong, K. W., Trebino, R., Hunter, J., White, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency-resolved+optical+gating+with+the+use+of+second+harmonic+generation.">Frequency-resolved optical gating with the use of second harmonic generation.</a> Journal of the Optical Society of America B. 11 (11), 2206 (1994).</li><li>Trebino, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Frequency Resolved Optical Gating. , (2000).</li><li>Ruff, J. A., Siegman, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-pulse+laser+beam+quality+measurements+using+a+CCD+camera+system.">Single-pulse laser beam quality measurements using a CCD camera system.</a> Optics Letters. 31 (24), 4907-4909 (1992).</li><li>Trushin, S. A., Kosma, K., Fu&#223;, W., Schmid, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-10-fs+supercontinuum+radiation+generated+by+filamentation+of+few-cycle+800+nm+pulses+in+argon.">Sub-10-fs supercontinuum radiation generated by filamentation of few-cycle 800 nm pulses in argon.</a> Optics Letters. 32 (16), 2432-2434 (2007).</li><li>Fu&#223;, W., Schmid, W. E., Pushpa, K. K., Trushin, S. A., Yatsuhashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+relaxation+and+coherent+oscillations+in+aminobenzonitriles+in+the+gas+phase+probed+by+intense-field+ionization.">Ultrafast relaxation and coherent oscillations in aminobenzonitriles in the gas phase probed by intense-field ionization.</a> Physical Chemistry Chemical Physics . 9 (10), 1151-1169 (2007).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı polyatomic radikal katyon iyonlar yere elektronik devlet seçici hazırlık ile ultrafast titreşim dinamiklerini çözmek bize sağlar. İse standart alan güçlü iyonlaşma yordamı kullanarak 800 nm yere elektronik devlet radikal katyonlar ilk satır diatomics10,11,12,13 ve CO titreşim coherences hazırlamak 2 14 , <sup cla...

1960 yılında lazer icadından beri seçmeli olarak kimyasal bağları moleküller kırma amacı uzun süredir devam eden rüyada kimyager ve fizikçi oldu. Her ikisi de ayarlamanıza olanak lazer frekans ve yoğunluk hedef bağ ile ilişkili titreşim frekansı1,2,3,4 absorbans seçici enerji doğrudan bölünme etkinleştirmek için inanılıyordu . Ancak, erken deneyler intramolecular titreşim dağıtılması emilir enerji molekülü boyunca sık sık en zayıf bağ4,5non-selektif bölünme içinde sonuçlandı bulundu. Bu kadar değil femtosecond gelişimi lazerler darbeli ve pompa-sonda tekniği6 ' geç tutarlı titreşim Birleşik veya "dalga paketler" manipülasyon doğrudan 1980 's bond bölünme ve diğer başarılı kontrol etkin oldu hedefleri6,7,8. Pompa-sonda ölçümleri, neyin "pompa" darbe bir heyecan durumu veya daha sonra bir süre iptal edildi "sonda" darbe tarafından heyecanlı iyon hazırlar, moleküller9ultrafast süreçleri eğitim için en çok kullanılan tekniklerden birini kalır, 10,11,12,13,14,15,16,17,18, 19,20.
Pompa-sonda uyarma için kitle spektrometrik algılama birleştiğinde kullanarak polyatomic radikal katyonlar dinamikleri hedef molekülün nonselective parçalanma iyonlaşma pompa tarafından doğar ultrafast ayrılma eğitimi için önemli bir sınırlama 800 nm21,22,23Ti:Sapphire dalga boyu nabız. Bu aşırı parçalanma sonuçları nonadiabatic multiphoton iyonlaşma--dan ve yakın kızılötesi uyarma dalga boyu ilerletmeniz azaltılabilir (Örn., 1200-1500 nm)22,23,24, 25. Bu daha uzun dalga boylarında, adyabatik elektron tünel arttıkça iyonlaşma süreci22,23multiphoton uyarma göre katkı. Adyabatik tünel molekül ve formları ağırlıklı olarak "soğuk" zemin durumu moleküler iyonlar19,22,23küçük aşırı enerji kazandırır. Önceki çalışmalarımız yakın kızılötesi uyarma kullanımını önemli ölçüde tutarlı titreşim uyarilmalar veya "dalga paketlerinde", 800 nm uyarma19, karşılaştırıldığında polyatomic radikal katyonlar hazırlanması geliştirir göstermiştir 20. Bu eser alan güçlü iyonlaşma 1500 nm ve 800 kullanarak kimyasal savaş ajanı simulant dimetil methylphosphonate üzerinde (DMMP) alınan pompa-sonda ölçümleri ile multiphoton ve tünel katkıları ile hakim arasındaki farkı göstermek nm Pompa dalga boylarında.
Süre iptal edildi, recombined ve odaklı bir uçuş zaman kütle spektrometre, içine, Şekil 1' deki bizim kurulumunda gösterildiği gibi ultrashort lazer bakliyat bir çift pompa-sonda deneylerimiz olur. Bu deneyler Ti:Sapphire rejeneratif amplifikatör üreten gerektirir > 2 mJ, 800 nm, 30 fs bakliyat. Amplifikatör çıkışı nerede enerji çoğunu bir optik parametrik amplifikatör (OPA) pompa için kullanılan 1200-1600 nm, 100-300 µJ, 20-30 fs bakliyat üretimi için bir 90:10 (% R: %T) ışın ayırıcı olarak ikiye bölünmüş durumda. IR pompa ışın çapı 22 mm ve çapı 800 nm sonda denge aletinin 5.5 mm ve özlü bir iris kullanarak aşağı collimated için genişletilir. Bu collimations pompa ışın böylece iyonlaşma pompa darbe sırasında oluşan tüm iyonlar tarafından zaman gecikmeli sonda darbe heyecanlı mısın sağlanması bir önemli ölçüde daha küçük ışın bel (9 µm) prob kiriş (30 µm), daha odak içinde neden. Çünkü bizim deneyler amacı odaklanmış ışın demeti kenarlarına yakın düşük yoğunluklarda, bile oluşan üst moleküler iyon dinamikleri soruşturma için bu yapılandırma kullanılır. Biz son derece heyecanlı daha fazla iyonik türlerin dinamikleri ilgi varsa, o zaman sonda ışın çapı pompanın bundan daha küçük yapılması gerektiğini unutmayın.
Pompa ve sonda nabız collinearly yayar ve Wiley-McLaren bir uçuş zaman kütle spektrometre (TOF-MS)26 (Şekil 2) çıkarma bölgesine odaklandık. Moleküler örnekleri bir şişede yerleştirilen koya bağlı ve vakum için açıldı. Bu kurulum molekül soruşturma altında sıfır olmayan bir buhar basıncı bulunmalıdır; düşük buhar basıncı ile moleküller için şişe ısıtmalı. Gaz halinde olan yakıtlar örnek akış odasına iki değişken sızıntı vana tarafından kontrol edilir. Örnek çıkarma bölgesi27' hedef molekül yerel olarak yüksek konsantrasyon yerine getirmeleri için bir 1/16" Paslanmaz çelik boru yaklaşık 1 cm uzakta lazer odak (Şekil 2) ile odaya girer. Ayıklama plaka odaklı bir 0,5 mm yarık vardır lazer yayılması ve iyon yollara dik. Pompa ışın Rayleigh aralığı yaklaşık 2 mm olduğundan, bu yarık yoğunluğu ile ekstraksiyon plaka28geçmek için en yüksek nerede merkez odak birimin oluşturulduğu iyonları sağlayan bir filtre görevi görür. İyonları nerede tespit ve tipik ticari Ti:Sapphire lazerler 1 kHz tekrarlama oranı 1 GHz dijital osiloskop ile kaydedilen ve Z-gap mikro kanal plaka (MCP) dedektörü29' ulaşmak için bir 1 m alan ücretsiz drift tüp girin.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mass spectrometer components</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TOF lens stack and flight tube assembly</td>
			<td>Jordan TOF Products, Inc.</td>
			<td>C-677</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18 mm Z-gap detector assembly</td>
			<td>Jordan TOF Products, Inc.</td>
			<td>C-701Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TOF high voltage power supply</td>
			<td>Jordan TOF Products, Inc.</td>
			<td>D-603</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum system components</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary vane backing pump</td>
			<td>Edwards Vacuum LLC</td>
			<td>RV12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Turbomolecular pumps (2)</td>
			<td>Edwards Vacuum LLC</td>
			<td>EXT255H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Turbomolecular pump controllers (2)</td>
			<td>Edwards Vacuum LLC</td>
			<td>EXC300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure gauge</td>
			<td>Edwards Vacuum LLC</td>
			<td>AIGX-S-DN40CF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chiller for water cooling</td>
			<td>Neslab</td>
			<td>CFT-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femtosecond laser system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti:Sapphire regenerative amplifier</td>
			<td>Coherent, Inc.</td>
			<td>Astrella</td>
			<td>oscillator and amplifier in a single integrated system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Parametric Amplifer (OPA)</td>
			<td>Light Conversion</td>
			<td>TOPAS Prime</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion control</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized linear translation stage 1&#34; travel</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>Z825B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>controller for linear translation stage</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>KDC 101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB controller hub and power supply</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>KCH 601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual linear translation stage 1&#34; travel</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PT1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Detectors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyroelectric laser energy meter</td>
			<td>Coherent, Inc.</td>
			<td>1168337</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal laser power meter</td>
			<td>Coherent, Inc.</td>
			<td>5356E16R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Si-biased detector 200-1100 nm</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DET10A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compact USB CMOS Camera</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DCC1545M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>HR4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 GHz digital oscilloscope&#160;</td>
			<td>LeCroy</td>
			<td>WaveRunner 610Zi</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optics</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type 1 BBO crystal</td>
			<td>Crylight Photonics</td>
			<td>BBO007</td>
			<td>aperture and thickness may be customized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Achromatic half wave plate, 1100-2000 nm</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AHWP05M-1600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wollaston prism polarizer</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>WPM10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hollow retro-reflector</td>
			<td>PLX, Inc.</td>
			<td>OW-20-1C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable neutral density filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-100C-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Longpass dichroic mirror 2&#34; diameter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DMLP950L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Camera image software</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>ThorCam</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instrument communication interface</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI-MAX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphical development environment for measurement programs</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data processing software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>MATLAB</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of ultrafast vibrational coherences in polyatomic radical cations with strong-field adiabatic ionization

Biz polyatomic radikal katyonlar titreşim coherences hazırlama ve onların ultrafast dynamics problama için bir pompa-sonda Yöntem mevcut. Yaygın olarak kullanılan 800 alan güçlü iyonlaşma pompa nabız dalga boyu değişen tarafından nm yakın kızılötesi (1200-1600 nm) içine, adyabatik elektron iyonlaşma işleminin tünel katkısını göre multiphoton emme artırır. Adyabatik iyonizasyon etkili bir tutarlı titreşim devlet ("dalga paketi") için sonraki uyarma mükellef hazırlar elektron kaldırmadan iyon yere elektronik devlet baskın nüfus sonuçlanır. Bizim deneylerde zayıf alan 800 nm nabız ile tutarlı titreşim dynamics probed ve ayrışma ürünleri zamana bağımlı verimi bir uçuş zaman kütle spektrometre ölçülür. Biz 10 800 nm darbeleri ile karşılaştırıldığında bir faktörle iyon verimleri molekül dimetil methylphosphonate (DMMP) nasıl 1500 nm bakliyat uyarma için kullanarak tutarlı salınımlarını genliği geliştirir göstermek için üzerinde ölçümler mevcut. Bu iletişim kuralı mevcut pompa-sonda kurulumları bir optik parametrik amplifikatör (OPA) dalga boyu dönüşüm için Incorporation aracılığıyla uygulanabilir.

Molekül DMMP21 için elde edilen sonuçları sunulmuştur. Şekil 3 sıfır gecikmeli ile en yüksek yoğunluklarda 1500 nm pompa ve 8 x 1013 olmak 800 nm sonda bakliyat ve 8 x 1012 W cm-2, sırasıyla alınan DMMP kitle spectra gösterir. Başvuru için sadece pompa darbe ile alınan kütle spektrumu de gösterilir. Spectra ortalama 10.000'den fazla lazer çekim (Toplam edinme saat 12 s) bulunmaktadı...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization at JoVE.com

Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization

Biz moleküler ayrışma sonucu polyatomic radikal katyonlar ultrafast titreşim coherences problama için bir iletişim kuralı mevcut.

Polyatomic radikal katyonlar güçlü alanlı adyabatik iyonlaşma ile Ultrafast titreşim Coherences ölçümü

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the ...

measurement-ultrafast-vibrational-coherences-polyatomic-radical

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Chemical Bonding: Basic Concepts

SCIENTISTS IN ACTION

6.8K Görüntüleme.  Virginia Commonwealth University. Biz moleküler ayrışma sonucu polyatomic radikal katyonlar ultrafast titreşim coherences problama için bir iletişim kuralı mevcut.

Video: Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) Synchrotron Radiation

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy and dynamics1-4. Fundamental studies of photoionization processes of biomolecules provide information about the electronic structure of these systems. Furthermore determinations of ionization energies and other properties of biomolecules in the gas phase are not trivial, and these experiments provide a platform to generate these data. We have developed a thermal vaporization technique coupled with supersonic molecular beams that provides a gentle way to transport these species into the gas phase. Judicious combination of source gas and temperature allows for formation of dimers and higher clusters of the DNA bases. The focus of this particular work is on the effects of non-covalent interactions, i.e., hydrogen bonding, stacking, and electrostatic interactions, on the ionization energies and proton transfer of individual biomolecules, their complexes and upon micro-hydration by water1, 5-9.
We have performed experimental and theoretical characterization of the photoionization dynamics of gas-phase uracil and 1,3-dimethyluracil dimers using molecular beams coupled with synchrotron radiation at the Chemical Dynamics Beamline10 located at the Advanced Light Source and the experimental details are visualized here. This allowed us to observe the proton transfer in 1,3-dimethyluracil dimers, a system with pi stacking geometry and with no hydrogen bonds1. Molecular beams provide a very convenient and efficient way to isolate the sample of interest from environmental perturbations which in return allows accurate comparison with electronic structure calculations11, 12. By tuning the photon energy from the synchrotron, a photoionization efficiency (PIE) curve can be plotted which informs us about the cationic electronic states. These values can then be compared to theoretical models and calculations and in turn, explain in detail the electronic structure and dynamics of the investigated species 1, 3.

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

A molecular beam coupled to tunable vacuum ultraviolet photoionization mass spectrometer at a synchrotron provides a convenient tool to explore the electronic structure of isolated gas phase molecules and clusters. Proton transfer mechanisms in DNA base dimers were elucidated with this technique.

Ayarlanabilir Vakum Ultraviyole (VUV) Sinkrotron Radyasyon Molecular Beam Kütle Spektrometresi

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy ...

Mühendislik

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement is used. Here we operate a Nd:YAG laser at a frequency of 10 Hz at the fundamental wavelength of 1,064 nm. The 14 nsec pulses with anenergy of 190 mJ/pulse are focused to a 50 &#181;m spot size to generate a plasma from optical breakdown or laser ablation in air. The microplasma is imaged onto the entrance slit of a 0.6 m spectrometer, and spectra are recorded using an 1,800 grooves/mm grating an intensified linear diode array and optical multichannel analyzer (OMA) or an ICCD. Of interest are Stark-broadened atomic lines of the hydrogen Balmer series to infer electron density. We also elaborate on temperature measurements from diatomic emission spectra of aluminum monoxide (AlO), carbon (C2), cyanogen (CN), and titanium monoxide (TiO).
The experimental procedures include wavelength and sensitivity calibrations. Analysis of the recorded molecular spectra is accomplished by the fitting of data with tabulated line strengths. Furthermore, Monte-Carlo type simulations are performed to estimate the error margins. Time-resolved measurements are essential for the transient plasma commonly encountered in LIBS.

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

Time-resolved atomic and diatomic molecular species are measured using LIBS. The spectra are collected at various time delays following the generation of optical breakdown plasma with Nd:YAG laser radiation&#160;and are analyzed to infer electron density and temperature.

Ölçme ve Atomik Hidrojen ve iki atomlu moleküler AIO, C Analizi<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, ve TiO Spectra takiben lazer kaynaklı Optik Dağılımı

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

Proton Transfer and Protein Conformation Dynamics in Photosensitive Proteins by Time-resolved Step-scan Fourier-transform Infrared Spectroscopy

Monitoring the dynamics of protonation and protein backbone conformation changes during the function of a protein is an essential step towards understanding its mechanism. Protonation and conformational changes affect the vibration pattern of amino acid side chains and of the peptide bond, respectively, both of which can be probed by infrared (IR) difference spectroscopy. For proteins whose function can be repetitively and reproducibly triggered by light, it is possible to obtain infrared difference spectra with (sub)microsecond resolution over a broad spectral range using the step-scan Fourier transform infrared technique. With ~102-103 repetitions of the photoreaction, the minimum number to complete a scan at reasonable spectral resolution and bandwidth, the noise level in the absorption difference spectra can be as low as ~10-4, sufficient to follow the kinetics of protonation changes from a single amino acid. Lower noise levels can be accomplished by more data averaging and/or mathematical processing. The amount of protein required for optimal results is between 5-100 &#181;g, depending on the sampling technique used. Regarding additional requirements, the protein needs to be first concentrated in a low ionic strength buffer and then dried to form a film. The protein film is hydrated prior to the experiment, either with little droplets of water or under controlled atmospheric humidity. The attained hydration level (g of water / g of protein) is gauged from an IR absorption spectrum. To showcase the technique, we studied the photocycle of the light-driven proton-pump bacteriorhodopsin in its native purple membrane environment, and of the light-gated ion channel channelrhodopsin-2 solubilized in detergent.

Key steps of protein function, in particular backbone conformational changes and proton transfer reactions, often take place in the microsecond to millisecond time scale. These dynamical processes can be studied by time-resolved step-scan Fourier-transform infrared spectroscopy, in particular for proteins whose function is triggered by light.

Tarafından Işığa Proteinler Proton Transferi ve Protein Konformasyon Dynamics Zamanda çözülmüş kızılötesi spektroskopi Fourier-dönüşümü Step-tarama

Monitoring the dynamics of protonation and protein backbone conformation changes during the function of a protein is an essential step towards ...

Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb explosion imaging setup in which a hitherto-impractical camera angle is realized. In our imaging technique, diatomic molecules are irradiated with a circularly polarized strong laser pulse. The ejected atomic ions are accelerated perpendicularly to the laser propagation. The ions lying in the laser polarization plane are selected through the use of a mechanical slit and imaged with a high-throughput, 2-dimensional detector installed parallel to the polarization plane. Because a circularly polarized (isotropic) Coulomb exploding pulse is used, the observed angular distribution of the ejected ions directly corresponds to the squared rotational wave function at the time of the pulse irradiation. To create a real-time movie of molecular rotation, the present imaging technique is combined with a femtosecond pump-probe optical setup in which the pump pulses create unidirectionally rotating molecular ensembles. Due to the high image throughput of our detection system, the pump-probe experimental condition can be easily optimized by monitoring a real-time snapshot. As a result, the quality of the observed movie is sufficiently high for visualizing the detailed wave nature of motion. We also note that the present technique can be implemented in existing standard ion imaging setups, offering a new camera angle or viewpoint for the molecular systems without the need for extensive modification.

We present a protocol for creating a real-time movie of a molecular rotational wave packet using a high-resolution Coulomb explosion imaging setup.

Lazer güdümlü Ultrafast Moleküler Rotasyon Doğrudan Görüntüleme

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

Kimya

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish between enantiomers (stereoisomers) of simple chiral species on the level of individual molecules. In this approach, a gaseous molecular jet of the sample expands into a vacuum chamber and intersects with femtosecond (fs) laser pulses. The high intensity of the pulses leads to fast multiple ionization, igniting a so-called Coulomb Explosion that produces several cationic (positively charged) fragments. An electrostatic field guides these cations onto time- and position-sensitive detectors. Similar to a time-of-flight mass spectrometer, the arrival time of each ion yields information on its mass. As a surplus, the electrostatic field is adjusted in a way that the emission direction and the kinetic energy after fragmentation lead to variations in the time-of-flight and in the impact position on the detector.
Each ion impact creates an electronic signal in the detector; this signal is treated by high-frequency electronics and recorded event by event by a computer. The registered data correspond to the impact times and positions. With these data, the energy and the emission direction of each fragment can be calculated. These values are related to structural properties of the molecule under investigation, i.e. to the bond lengths and relative positions of the atoms, allowing to determine molecule by molecule the handedness of simple chiral species and other isomeric features.

For small chiral species, Coulomb Explosion Imaging provides a new approach to determine the handedness of individual molecules.

Hipoglisemi arasında ayırt etmek için bir araç olarak Coulomb patlama görüntüleme

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish ...

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the results of femtosecond X-ray free electron laser (XFEL) experiments. An increasing number of experimental observations have shown that although nuclear motion can be negligible, given a short enough incident pulse duration, electronic motion cannot be ignored. The current and widely accepted models assume that although electrons undergo dynamics driven by interaction with the pulse, their motion could largely be considered &#39;random&#39;. This would then allow the supposedly incoherent contribution from the electronic motion to be treated as a continuous background signal and thus ignored. The original aim of our experiment was to precisely measure the change in intensity of individual Bragg peaks, due to X-ray induced electronic damage in a model system, crystalline C60. Contrary to this expectation, we observed that at the highest X-ray intensities, the electron dynamics in C60 were in fact highly correlated, and over sufficiently long distances that the positions of the Bragg reflections are significantly altered. This paper describes in detail the methods and protocols used for these experiments, which were conducted both at the Linac Coherent Light Source (LCLS) and the Australian Synchrotron (AS) as well as the crystallographic approaches used to analyse the data.

We describe an experiment designed to probe the electronic damage induced in nanocrystals of Buckminsterfullerene (C60) by intense, femtosecond pulses of X-rays. The experiment found that, surprisingly, rather than being stochastic, the X-ray induced electron dynamics in C60 are highly correlated, extending over hundreds of unit cells within the crystals1.

Bukminsterfuleren Nanocrystals üzerinde gerçekleştirilen Femtosecond kırınım deneyler sırasında uzun menzilli elektronik korelasyon ölçümleri

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

An Experimental Protocol for Femtosecond NIR/UV - XUV Pump-Probe Experiments with Free-Electron Lasers

This protocol describes key steps in performing and analyzing femtosecond pump-probe experiments that combine a femtosecond optical laser with a free-electron laser. This includes methods to establish the spatial and temporal overlap between the optical and free-electron laser pulses during the experiment, as well as important aspects of the data analysis, such as corrections for arrival time jitter, which are necessary to obtain high-quality pump-probe data sets with the best possible temporal resolution. These methods are demonstrated for an exemplary experiment performed at the FLASH (Free-electron LASer Hamburg) free-electron laser in order to study ultrafast photochemistry in gas-phase molecules by means of velocity map ion imaging. However, most of the strategies are also applicable to similar pump-probe experiments using other targets or other experimental techniques.

This protocol describes the key steps for performing and analyzing pump-probe experiments combining a femtosecond optical laser with a free-electron laser in order to study ultrafast photochemical reactions in gas-phase molecules.

Bir deneysel protokol için Femtosecond NIR/UV-serbest elektron lazerler ile XUV pompa-sonda deneyler

This protocol describes key steps in performing and analyzing femtosecond pump-probe experiments that combine a femtosecond optical laser with a ...

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F&#8722;

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound electrons with neutral molecules/atoms. State-of-the-art in vacuo anion generation techniques allow application to a broad range of atomic, molecular, and cluster anion systems. These are separated and selected using time-of-flight mass spectrometry. Electrons are removed by linearly polarized photons (photo detachment) using table-top laser sources which provide ready access to excitation energies from the infra-red to the near ultraviolet. Detecting the photoelectrons with a velocity mapped imaging lens and position sensitive detector means that, in principle, every photoelectron reaches the detector and the detection efficiency is uniform for all kinetic energies. Photoelectron spectra extracted from the images via mathematical reconstruction using an inverse Abel transformation reveal details of the anion internal energy state distribution and the resultant neutral energy states. At low electron kinetic energy, typical resolution is sufficient to reveal energy level differences on the order of a few millielectron-volts, i.e., different vibrational levels for molecular species or spin-orbit splitting in atoms. Photoelectron angular distributions extracted from the inverse Abel transformation represent the signatures of the bound electron orbital, allowing more detailed probing of electronic structure. The spectra and angular distributions also encode details of the interactions between the outgoing electron and the residual neutral species subsequent to excitation. The technique is illustrated by the application to an atomic anion (F&#8722;), but it can also be applied to the measurement of molecular anion spectroscopy, the study of low lying anion resonances (as an alternative to scattering experiments) and femtosecond (fs) time resolved studies of the dynamic evolution of anions.

Here, we present a protocol for photoelectron imaging of anionic species. Anions generated in vacuo and separated by mass spectrometry are probed using velocity mapped photoelectron imaging, providing details of anion and neutral energy levels, anion and neutral structure and the nature of the anion electronic state.

F− 310 Nm dekolmanı tarafından resimli anyon photoelectron görüntüleme

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near infrared (near-IR) transitions, because it can overcome the low sensitivity of spontaneous Raman spectrometers in the near-IR region. Here, we describe technical details of a femtosecond time-resolved near-IR multiplex stimulated Raman spectrometer that we have recently developed. A description of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and calibration and correction of recorded data is provided as well. We present an application of our spectrometer to analyze the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene solution. A C=C stretch band of &#946;-carotene in the second lowest excited singlet (S2) state and the lowest excited singlet (S1) state is clearly observed in the recorded time-resolved stimulated Raman spectra. The femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer is applicable to the structural dynamics of &#960;-conjugate systems from simple molecules to complex materials.

Details of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and data handling for a femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer are described. A near infrared stimulated Raman study on the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene is shown as a representative application.

Ultrahızlı Zaman Çözümlü Yakın-IR Uyarılmış Raman Fonksiyonel π-konjuge Sistemlerinin Ölçümleri

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

Vibrational Spectra of a N719-Chromophore/Titania Interface from Empirical-Potential Molecular-Dynamics Simulation, Solvated by a Room Temperature Ionic Liquid

The accurate molecular simulation prediction of vibrational spectra, and other structural, energetic and spectral characteristics, of photo-active metal-oxide surfaces in contact with light-absorbing dyes is an ongoing thorny and elusive challenge in physical chemistry. With this in mind, a molecular-dynamics (MD) simulation were performed by using optimized empirical potentials for a well-representative and prototypical dye-sensitized solar cell (DSC) solvated by a widely-studied room temperature ionic liquid (RTIL), in the guise of a [bmim]+[NTf2]- RTIL solvating an N719-sensitizing dye adsorbed onto 101 anatase-titania. In doing so, important insights were gleaned into how using a RTIL as the electrolytic hole acceptor modulates the dynamical and vibrational properties of a N719 dye, estimating the spectra for the DSC photo-active interface via Fourier transformation of mass-weighted velocity autocorrelation functions from MD. The acquired vibrational spectra were compared with the experiment spectra and those sampled from ab initio molecular dynamics (AIMD); in particular, various empirical-potential spectra generated from MD provide insight into how partial-charge charge parameterization of the ionic liquid affects vibrational spectra prediction. In any event, careful fitting of empirical force-field models has been shown to be an effective tool in handling DSC vibrational properties, when validated by AIMD and an experiment.

A dye-sensitized solar cell was solvated by RTILs; using optimized empirical potentials, a molecular dynamics simulation was applied to compute vibrational properties. The obtained vibrational spectra were compared with experiment and ab initio molecular dynamics; various empirical potential spectra show how partial-charge charge parameterization of the ionic liquid affects vibrational spectra prediction.

Polyatomic radikal katyonlar güçlü alanlı adyabatik iyonlaşma ile Ultrafast titreşim Coherences ölçümü

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler