气相双原子分子时间分辨X射线散射中解离运动的表征

时间分辨X射线散射(TRXS)测量激光诱导光激发后分子内的核间距。激发激光引起的分子动力学可能位于一个或多个束缚态或解离电子态上。这些态的TRXS通常难以分离,因为它们在角度分辨X射线散射图样 $I(x,y,\tau)$ 中一般相互重叠,其中 ${\tau}$ 为泵浦-探测延迟,$x,y$ 为物理像素位置。本文展示标准变换方法如何分离各单独态的动力学。我们构造时间傅里叶变换,$\tilde{I}(x,y,{\omega})=\int_{-\infty}^{\infty} d\tau e^{-i\omega\tau} I(x,y,\tau)$。该频率分辨X射线散射(FRXS)信号根据振动频率 ${\omega}_i$ 分离束缚态,并在直线 ${\omega}=vQ$ 上展示解离态,其中斜率 $v$ 为核间距的增长速率,$Q$ 为入射与散射X射线光子间的动量转移。我们推导此关系,并利用FRXS从520 nm泵浦后分子碘的实验TRXS中提取态特异性动力学。观测到的动力学包括 $^{1}{\Pi}_{u}$ 和 $^{1}{\Sigma}_{g}^{+}$ 激发态的单光子和双光子解离,以及B ($^{3}{\Pi}_{0u}^{+}$)态上的振动波包。