Laser spectroscopic studies of molecular ions using fast ion beams

¹ Physics Department, University of Oregon, Eugene, Oregon 97403, U.S.A..
² Laboratoire des Collisions Atomiques et Moléculaires, Université de Paris-Sud, 91405 Orsay, France.

Abstract

The use of lasers and fast ion beams to study the spectroscopy of molecular Ions has experienced substantial growth over the past five years. Advantage has been taken of the amplification of center-of-mass energies in the laboratory frame, the compression of the velocity distribution when the ions are accelerated, and the ease of detection of single ions to study direct dissociations, predissociations and bound-bound transitions in a variety of ions, with varying degrees of resolution from 10 meV to 10 MHz. The ability to study dissociative processes in detail with high resolution is perhaps the most interesting application of the technique. Investigations of several ions are discussed, with the goal of illustrating the various types of studies which can be made. The extensive work on quartet states of [Math] is used as a case study of the kinds of results that should be available for a large number of ions in the near future.

Résumé

L'utilisation, en spectroscopie des ions moléculaires, de faisceaux laser en interaction avec des faisceaux d'ions rapides a connu un développement notable au cours des cinq dernières années. Grâce à l'amplification des énergies de séparation des fragments lorsqu'elles sont mesurées dans le référentiel du laboratoire, à la compression de la distribution de vitesse lors de l'accélération des ions et à la facilité de détection des ions, on a pu étudier à des résolutions allant de 10 meV à 10 MHz des dissociations directes, des prédissociations et des transitions entre états liés chez divers ions. La possibilité d'étudier de façon détaillée, à haute résolution, des processus de dissociation est peut être l'application la plus intéressante de cette technique. On discute ici les recherches accomplies sur plusieurs ions, qui servent d'illustration aux diverses sortes d'études pouvant être effectuées. Le travail considérable réalisé sur les états quartet de l'ion [Math] est pris comme modèle des types de résultats qui devraient être obtenus sur un grand nombre d’ions dans un proche avenir.