Спектрометр миллиметрового диапазона для исследования молекул и слабосвязанных комплексов в сверхзвуковой газовой струе

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлена конструкция спектрометра миллиметрового диапазона длин волн для исследования вращательных спектров молекул и слабосвязанных молекулярных комплексов в сверхзвуковой газовой струе. Спектрометр использует в качестве источника излучения высокостабильный СВЧ-синтезатор (1–22 ГГц) в сочетании с активными умножителями частоты и охватывает диапазон 50–170 ГГц. Газ истекает из сопла вдоль направления распространения излучения, которое совершает два прохода через вакуумную камеру. Для этого импульсное сопло размещено в центре уголкового отражателя, на который попадает излучение. Поглощение в струе регистрируется детекторными диодами с барьером Шоттки. Предложенная схема соосного распространения излучения и молекулярного пучка обеспечивает лучшую чувствительность и более высокое спектральное разрешение по сравнению с обычно используемой перпендикулярной конфигурацией. Инструментальное разрешение спектрометра составляет 30–40 кГц, а погрешность измерения частоты оценивается в 3–4 кГц. Зарегистрированные спектры редких изотопологов CO и слабосвязанных комплексов Ne–CO демонстрируют возможности нового спектрометра.

Full Text

Restricted Access

About the authors

И. В. Тарабукин

Институт спектроскопии РАН

Author for correspondence.
Email: surin@isan.troitsk.ru
Rwanda, Москва

В. А. Панфилов

Институт спектроскопии РАН

Email: surin@isan.troitsk.ru
Russian Federation, Москва

Д. Г. Пойдашев

Институт спектроскопии РАН

Email: surin@isan.troitsk.ru
Russian Federation, Москва

Л. А. Сурин

Институт спектроскопии РАН

Email: surin@isan.troitsk.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Havenith M. Infrared Spectroscopy of Molecular Clusters. H.: Springer Berlin, 2002. 120 p. https://doi.org/10.1007/3-540-45457-8
  2. Balle T.J., Flygare W.H. // Rev. Sci. Instrum. 1981. V. 52. P. 33. https://doi.org/10.1063/1.1136443
  3. Brown G.G., Dian B.C., Douglass K.O. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2008. V. 79. P. 053103. https://doi.org/10.1063/1.2919120
  4. Brown G.G., Dian B.C., Douglass K.O. et al. // J. Mol. Spectrosc. 2006. V. 238. P. 200. https://doi.org/10.1016/j.jms.2006.05.003
  5. Bumgarner R.E., Blake G.A. // Chem. Phys. Lett. 1989. V. 161. P. 308. https://doi.org/10.1016/0009-2614(89)85090-0
  6. Zwart E., ter Meulen J.J., Meerts W.L. // Chem. Phys. Lett. 1990. V. 166. P. 500. https://doi.org/10.1016/0009-2614(90)87141-D
  7. Hepp M., Gendiesch R., Pak I. et al. // Mol. Phys. 1997. V. 92. P. 229. https://doi.org/10.1080/002689797170428
  8. Krupnov A.F., Tretyakov M. Yu., Parshin V.V. et al. // J. Mol. Spectrosc. 2000. V. 202. P. 107. https://doi.org/10.1006/jmsp.2000.8104
  9. Tretyakov M. Yu., Krupnov A.F., Koshelev M.A. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2009. V. 80. P. 093106. https://doi.org/10.1063/1.3204447
  10. Tretyakov M. Yu., Serov E.A., Koshelev M.A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. P. 093001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.093001
  11. Tretyakov M. Yu., Koshelev M.A., Serov E.A. et al. // Physics-Uspekhi 2014. V. 57. P. 1083. https://doi.org/10.3367/ufne.0184.201411c.1199
  12. Dumesh B.S., Surin L.A. // Rev. Sci. Instrum. 1996. V. 67. P. 3458. https://doi.org/10.1063/1.1147159
  13. Surin L.A., Dumesh B.S., Lewen F. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2001. V. 72. P. 2535. https://doi.org/10.1063/1.1369640
  14. Surin L.A. // JETP Lett. 2013. V. 97. P. 57. https://doi.org/10.1134/S0021364013010104
  15. Grabow J.-U., Stahl W. // Z. Naturforsch. A Phys. Sci. 1990. V. 45. P. 1043. https://doi.org/10.1515/zna-1990-0817
  16. Walker K.A., McKellar A.R.W. // J. Mol. Spectrosc. 2001. V. 205. P. 331. https://doi.org/10.1006/jmsp.2000.8272
  17. Ziurys L.M., Barclay W.L., Jr., Anderson M.A. et al. // Rev. Sci. Instrum. 1994. V. 65. P. 1517. http://dx.doi.org/10.1063/1.1144885
  18. Cazzoli G., Puzzarini C., Lapinov A.V. // Astrophys. J. 2003. V. 592. L95. https://doi.org/10.1086/377527
  19. Cazzoli G., Dore L., Cludi L. et al. // J. Mol. Spectrosc. 2002. V. 215. P. 160. https://doi.org/10.1006/jmsp.2002.8604
  20. Klapper G., Lewen F., Belov S.P. et al. // Z. Naturforsch. 2000. V. 55a. P. 441. https://doi.org/10.1515/zna-2000-3-410
  21. Wang Z., Feng E., Yu H. et al. // J. Chem. Phys. 2011. V. 134. P. 024320. https://doi.org/10.1063/1.3517313
  22. Winnewisser G., Dumesh B.S., Pak I. et al. // J. Mol. Spectrosc. 1998. V. 192. P. 243.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic of the millimetre spectrometer with supersonic jet

Download (134KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The J = 1-0 rotational transition of the 12C18O molecule. The line is a Doppler doublet obtained as a result of the passage of the molecular beam along two oppositely directed radiation waves

Download (67KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spin transitions of the J = 1-0 isotopologues 13C16O (left) and 13C18O (right). The larger splitting is due to the Doppler shift, and the smaller splitting is due to the spin-rotation interaction of the 13C nucleus

Download (121KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. J = 3-2, K = 1-0 rotational transitions of the 20Ne-CO (left) and 22Ne-CO (right) complexes. The splitting is due to the Doppler shift due to the motion of the molecular beam relative to two travelling waves

Download (121KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences