画像観測法および放射光を利用した新しい質量分析器の開発

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本実験装置はイオンおよび電子加速部、マイクロチャンネルプレート(MCP)、遅延時間型位置検出器、信号処理部、分子線発生装置、真空装置から構成される。ノズルから真空中に断熱膨張された極低温の分子線は、スキマーによって切り出され、並進速度のきわめて均一なビームとなる。この分子線中の分子は、その下流においてシンクロトロン放射光によりイオン化され、そのフラグメントイオンがWiley-McLaren型イオンレンズによって検出器方向に引き出され加速される。イオンはその後MCPに衝突し、MCP後部に置かれた遅延時間型位置検出装置により飛行時間と検出位置が記録される。またこの時、イオンと反対側のMCPによって電子も検出され、イオンの飛行時間は電子のシグナルが記録された時を0として算出され、検出位置と飛行時間からイオンの解離方向の運動ベクトルと質量数を求めることが出来る。本年度は実際に装置を使い、シンクロトロン放射光を用い画像観測の実験を行った。まず窒素分子を窒素の1s状態をπ*状態に内殻励起し、できたフラグメントイオンを蛍光板付きのMCPで検出した。次に、Sigmund社製の二次元検出装置を用いイオンの飛行時間と検出位置同時測定を行った。その際データー取り込み時にDAQボードの読み込みが必要となったため、このプログラムを自作し、同時測定可能であることを確認したさらにFEL(自由電子レーザー)と放射光を組み合わせ、上記の実験も行った。分子に関してはシグナル強度が弱く、スペクトル測定はできなかった。一方希ガス(キセノン)を用いた実験では放射光を5p^5(^2P_<3/2>)5d[3/2]_I状態に放射光で励起した後、FELでイオン化することに成功した。