论文摘要
现代激光物理领域中,激光与物质的相互作用一直是人们关注的重要领域,随着超短脉冲激光技术的发展,人们对激光与原子分子的相互作用有了更深入的研究,相关的现象也不断被发现。共振增强多光子电离是二十世纪七十年代未随激光器的发展而发展起来的一种激光光谱法,它与飞行时间质谱相结合,在电离和探测过程中实现了光谱与质谱的双重选择,具有高灵敏度、高分辨率、多组分探测等优点,在环境污染检测、物质成分分析、分子结构等方面发挥了重要作用,近年来与很多学科交叉,取得了丰硕的成果。本文将飞秒激光器与飞行时间质谱仪结合,在共振增强多光子电离和飞行时间质谱两种技术的基础上,研究了800 nm飞秒激光作用下,3-甲基吡啶和吡啶分子的多光子电离解离过程和机制,论文分为以下几个部分：（一）综述部分,简述了激光质谱法的发展和优点,多光子电离的分类和特点,多光子电离解离的动力学机制,以及课题研究的现状和意义。（二）方法介绍部分,主要介绍了飞行时间质谱仪、飞秒激光器等实验仪器,实验研究的方法,以及Gussian03计算方法。（三）3-甲基吡啶的多光子电离解离研究,实验测得了不同激光能量下3-甲基吡啶的飞行时间质谱图,并由此得到了各离子的强度与激光强度的双对数关系,以及各离子占总离子信号分支比随激光能量的变化,分析得到3-甲基吡啶的多光子电离解离机理为先电离后解离,即首先经过4+2的共振多光子电离过程产生母体离子,然后母体离子发生开环断裂反应,产生C5H6+离子,C5H6+离子的解离过程比较复杂,它可以发生环与支链的断裂反应,产生C4H3+离子或者CH3+离子,也可以发开环断裂的反应,产生C3H3+离子或者C2H3+离子并运用密度泛函（DFT）方法在B3LYP/6311G++（d,p）基组水平上对解离过程中可能出现的离子和中性碎片分子进行了能量计算,结果显示与实验所得到的结果符合较好。含时密度泛函（TD-DFT）理论对母体离子的激发态进行计算,说明母体离子能级与激光波长的共振是母体离子发生解离的一个重要因素。（四）吡啶的多光子电离解离研究,由实验测得了吡啶的飞行时间质谱图,由此得到了各离子的光强指数,分析了其电离解离可能的通道,分别运用密度泛函（DFT）方法和单替代相互作用方法（CIS）在B3LYP/6-31G（d）基组水平上对基态和激发态进行优化计算,比较了基态和激发态构型的变化,得到了基态分子红外光谱和拉曼光谱,与前人报道符合较好,在此基组水平上,还对电离解离过程中可能出现的离子和中性碎片进行了能量计算,与我们实验结果符合较好。