利用真空紫外同步辐射、反射式飞行时间质谱(PI-TOF-MS)和量子化学计算方法研究了气相羟基丙酮(HA)的光电离解离通道。通过测定9.5～15.5 eV光子能量下的 光电离效率(PIE)曲线获得了HA的电离能(IE)(9.78±0.06 eV)以及主要碎片离子(C3H5O+2, C3H5O+, C2H5O+, C2H4O+, CH3CO+, CH2OH+, COH+, C2H3+和CH3+)的出现势(AEs)。使用G3B3//B3LYP/6-311++G(d, p)组合方法进行量化计算, 得到了与该分子解离过程中相关的反应物、过渡态、中间体及产物的最优结构和单点能。 根据实验测得的离子出现势并结合量化计算,分析了羟基丙酮的光电离解离通道及机理。研究结果表明结构重排及分子离子内部氢原子转移在羟基丙酮的光电离解离的 过程中起到非常重要的作用。

为研究α-蒎稀的光电离解离机制, 采用同步辐射光电离质谱, 在7.9~15.5 eV能量范围内研究了α-蒎稀的紫外光电离解离, 对α-蒎稀的电离解离能及其碎片离子的出现势进行了理论分析.实验测得光电离效率曲线, 从光电离效率曲线中获得α-蒎稀C10H16的电离能和碎片离子C9H+13, C7H+10, C3H+6 及CHH+3的出现势.用Gaussian 03理论方法计算了C10H16和主要的光解离碎片的总能量, 用高级能量计算方法计算了C10H16的电离能和部分碎片离子的出现势及主要的解离通道的离解能.根据实验和理论计算结果, 分析了产生碎片离子的主要的解离通道.分析表明实验测得的结果与理论计算提出的C10H16的光解离通道获得的解离能符合得较好.

借助紫外可见光谱仪观测和电子结构计算,研究了紫外光照对偶氮香蕉型液晶电子结构和光吸 收特性的影响。吸收光谱显示:这种液晶的两个光学吸收峰分别位于360 nm和275 nm。电子结构计算表明:这两个 光学吸收主要来自于液晶中含偶氮官能团的电子跃迁: π→π和π→σ。 结果表明: 365 nm光子可将液晶中的氮氮双键打断,从而导致其在360 nm处的吸收迅速降低,同时使275 nm处的吸收相应增加。

不同双原子分子电子态的势能(或振动能谱)的展开性质可能不同, 文章将固定阶数的代数方法(AM)改进为可变阶数的代数方法, 使得该方法可以研究各种不同性质(不同能量展开阶数)的双原子分子电子态, 也可以解决光谱计算中可能出现的“蝴蝶效应”问题。 利用阶数可变的AM方法研究了原来固定阶数的AM方法难以给出正确结果的Ｎ２－ａ′１Σ－ｕ, Ｌｉ＋2－２ ２Σ＋ｇ, ４ＨｅＤ＋－Ｘ 1Σ＋和３９Ｋ ８５Ｒｂ－(２)３Σ＋等不同双核体系的完全振动能谱与离解能, 不但得到了与实验数据精确相符的理论结果, 还正确地预言了许多由于实验条件与技术原因而未能测得的物理数据。 研究表明阶数可变的AM方法能够更广泛地用于研究各类双核电子态体系的完全振动能谱和体系离解能。

在量子电动力学框架下,采用全量子非微扰散射理论,研究了超快强激光场中离子的光离解。 发现在保持周期数与载波-包络相位不变时,对相同的阈上离解峰,当用频率为γ 倍,强度为γ3倍的激光激发结合能为γ 倍的离子时,光电子的角分布不变, γ 为任意正实数。这一研究验证了周期量级超短激光脉冲中光电离的标度规律。

Photoelectron angular distributions (PADs) from two-photon ionization of atoms in linearly polarized strong laser fields are obtained in accordance with the nonperturbative quantum scattering theory. We also study the influence of laser wavelength on PADs. For two-photon ionization very close to the ionization threshold, most of the ionized electrons are vertically ejected to the laser polarization. PADs from two-photon ionization of atoms are determined by the second order generalized phased Bessel function at which the ponderomotive parameter plays a key role. In terms of dependence of PADs on laser wavelength, corresponding variations for the ponderomotive parameter are demonstrated.

激光诱导离解光谱技术作为一种物质元素分析手段，其主要目的是用来提供高精度的定量分析.通过分析传统定量化方法的不足之处，提出了基体校正法.此方法有效地减少了基体效应对测量结果带来的影响，放宽了对标准样本的要求，扩大了适用范围，并通过实验验证了此方法应用于激光诱导离解光谱技术定量化工作的可行性.

在强激光场中简单原子分子体系行为的研究展现了一些新的物理现象,提供着许多对于高能量密度条件下的极端物理过程研究有价值的基本信息。主要结合本实验室近年来在此方面的一些实验和理论研究,介绍了多原子分子的飞秒激光电离解离,分子在溶液中的激发态能量转移和整形脉冲激光烧蚀过程操控等方面的研究。

利用发射光谱的方法，分析了大气压下脉冲放电等离子体中N2分子的离解程度。N2分子的离解程度与发射光谱中N原子3p(4S0)→3s(4P)(746.8 nm)与N2分子C3∏u→B3∏g(337.1 nm) 谱线强度的比值正相关。实验讨论了放电电压、水蒸汽对N2分子离解的影响。随着放电电压的升高，N原子与N2谱线强度的比值单调增加，0.38～0.91；在水蒸汽存在的条件下，N原子与N2谱线强度的比值明显减小，且强度比值随放电电压升高的趋势也减缓。实验结果表明，提高放电电压有助于N2分子离解；水蒸汽对N2分子离解有抑制作用。

在自行研制的具有恒温加热进样系统的激光质谱仪上实验研究了气相对氯苯酚分子的共振增强多光子电离飞行时间质谱(REMPI－TOFMS)，获得了在275～285nm激发波段的母体离子和主要碎片离子(C₆H₅O⁺，C₅H₅C1⁺C₆H(+，5)，C₅H(+，5)，C₄H(+，3)，C₃H(+，3)的(1+1)REMPI激发光谱。通过质谱光谱分析，结合分子在中间激发态的能级和结构特征，对主要碎片离子的形成机理进行了研究。结果显示：各个碎片离子与对氯苯酚的母体离子具有相似的光激发谱，并且各个谱峰与S1态的振动能级是一一对应的。说明各个碎片离子和母体离子的产生经历了相同的共振中间态。分子先吸收一个光子到达中间共振态，然后再吸收一个光子到达电离态电离。根据碎片离子光强指数的阶梯形分布和分子在S1态的结构特点，判断各个碎片离子经历了母体离子的阶梯式离解，并给出了主要碎片离子的离解通道。