丁明屹 李瑜杰 徐子锐 焦超 段圣文 孙铭 李力 张玉珍 陈钱 李亚民 康路

摘 要 基于啁啾脉冲线性调频技术的宽带微波光谱仪在测量分子转动跃迁谱线的效率上较传统的窄带光谱仪优势明显，已成为众多分子转动光谱实验室必备的实验仪器。本研究设计搭建了频率覆盖1～18 GHz的宽带傅里叶变换微波光谱仪，采用零差式检测方案并结合多脉冲自由感应衰减技术，单次扫描带宽约2 GHz。以稀释在氩气中0.5%的OCS分子为标准样品，宽带微波光谱仪同时成功检测出6种同位素异数体的分子转动跃迁信号。在此基础上，测量了Ar-OCS二元范德华络合物的分子转动光谱，并对叔丁醇与HCl的反应进行了实时监测。

关键词 微波光谱仪; 转动光谱; 啁啾脉冲; 零差式检测; 范德华络合物

1 引 言

结合量子化学计算的实验室分子转动光谱研究是当前分子光谱学的一个新兴研究方向[1，2]。与涉及分子振动能级跃迁的红外光谱[3]或电子能级跃迁的可见光谱[4]相比，大多数分子的纯转动能级跃迁所需能量低，通常落在射频到太赫兹频段[5，6]。一方面，由于与射电天文观测频段匹配，特殊分子的转动光谱可直接作为射电天文观测的标准光谱数据[7，8]; 另一方面，由于较红外或可见光谱具有更好的天然分辨率，分子转动光谱常能检测到分子内核子的自旋（Spin）和四级矩（Quadrupole moment）等电磁作用所产生的超精细光谱分裂[9，10]。在结合量子化学计算的基础上，分子转动光谱研究可以拟合出当前最精准的自由分子的三维结构， 以及描绘分子内由电子排布引起的局部电场梯度分布[11，12]。……