可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统.pdf

真空与低温486Vacuum and Cryogenics第2 9 卷第5期2023年9 月可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统李云飞 2,张钧尧 2 柴俊杰12,魏少强，陈晨1（1.核工业理化工程研究院，天津30 0 18 0;2.粒子输运与富集技术全国重点实验室，天津30 0 18 0）摘要：为了开展原子能级结构研究，自主研制了一套结合激光共振电离与飞行时间质谱技术的试验系统。介绍了该系统的设计原理、整体结构、性能表征及应用实例。该系统主要包括将金属单质样品快速升温并形成原子蒸气的原子蒸发炉、基于Nd:YAG固体激光泵浦的脉冲染料激光的激光共振电离系统、采用双场加速和双场反射技术的飞行时间质量分析器。试验结果表明，系统的质量分辨率优于130 0 FWHM，信号动态范围为3个数量级。利用此系统开展了金属钕的原子能级试验，获取了钕的同位素位移。该系统可在针对镧系、锕系元素的原子能级结构研究中发挥重要作用，解决同位素位移、自电离态能级等关键光谱数据缺失问题。关键词：飞行时间质谱计；原子光谱；原子能级；激光中图分类号：TH714.1*4D01:10.3969/j.issn.1006-7086.2023.05.007Laser Resonance Ionization Time of Flight Mass Spectrometer System for Atomic Spectroscopy(1.Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry,Tianjin 300180,China;2.National Key Laboratory of Particle Transport and Separation technology,Tianjin 300180,China)Abstract:A experiment system was built based on laser resonance ionization and time of flight mass spectrometer,which was used for measuring the parameters of the atomic energy level structure.The design principle,overall structure,properties characterization and application of the mass spectrometer system were described in detail.The system was consistof atomization furnace which used to heat up the metal sample to form atomic vapor,laser resonance ionization system basedon pulsed dye laser pumped by Nd:YAG solid-state laser,time of fight mass analyzer which adopted double-field accelera-tion and double-field reflection technology.Experimental result showed that the mass resolution under the laser resonanceionization source was better than 1 300 FWHM and the dynamic range was better than three orders of magnitude.Based onthe mass spectrometer,the atomic energy level experiments of metal neodymium were conducted and the isotope shift wasobtained.This system had great value in the aspect of atomic energy level structure research of the lanthanides and actinidesto solve the problem of the lack of key spectroscopy parameters like isotope shift and autoionization states.Key words:time of fight mass spectrometer;atomic spectroscopy;atomic energy level;laser0引言激光光谱学中一个重要的研究方向一一激光共振电离谱（Resonance Ionization Spectroscopy,RIS，指利用多路激光将待测原子选择性共振激发与电离，通过测量离子信号来分析原子能级与跃迁收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 3作者简介：李云飞，工程师，主要从事激光光谱学、核燃料循环与材料研究。E-mail:引文信息：李云飞，张钩尧，柴俊杰，等.可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统.真空与低温，2 0 2 3，29(5):486-493.LI Y F,ZHANG J Y,CHAI J J,et al.Laser resonance ionization time of flight mass spectrometer system for atomic spec-troscopyJ.Vacuum and Cryogenics,2023,29(5):486-493.文献标志码：ALI Yunfei,ZHANG Junyao,CHAI Junjie*,WEI Shaoqiang,CHEN Chen过程的光谱技术。待测分子或原子同时相干地吸收多个光子而电离，可实现具有元素选择性（甚至同位素选择性)的特殊电离。该技术在2 0 世纪7 0年代首次被提出。激光共振电离技术的核心是多步共振光电离过程，也就是多束激光与原子相互文章编号：10 0 6-7 0 8 6(2 0 2 3)0 5-0 48 6-0 8李云飞等：可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统作用，将原子从基态或亚稳态逐步激发并实现电离的过程2 。与传统的光谱技术相比,RIS将对光谱的探测转换为对离子的探测，具有高精度、高灵敏度、高线性动态范围的特点，应用方向主要可分为原子能级结构基础研究和特定领域的元素、同位素分析,前者是后者的基础。原子能级结构研究的主要目的是获取位于基态和第一电离阈之间的激发态能级和高于第一电离阈的自电离态能级数据，包括各同位素对应的能级中心波长位置、同位素位移、各步跃迁的饱和功率、能级寿命、振子强度等3,这不仅能够推动用于精确描述原子结构的物理学基础理论发展4-,还可用于包括原子光钟7-9 、同位素在线分离10-12 等多个研究和应用领域。同时，借助RIS技术出众的元素选择性电离能力，可有效解决等量干扰问题,特别适用于Sr、A m等裂变产物13-15的元素、同位素分析。早期，激光共振电离谱的离子探测依赖于简单的电极板结构6 ,不具有同位素分析能力，只能用于特定元素光电离过程的分析，探索能级位置等简单的原子能级结构参数。为了深入研究同位素位移、超精细结构等光谱结构，科学家们结合现代质谱分析技术，将激光电离的离子引入质量分析器，使系统具备了同位素分析能力。在各种质谱类型中，飞行时间质谱采用脉冲电场推离子，能够匹配高重频脉冲式工作的可调谐激光器，分析速度快，特别适用于激光共振电离过程的离子分析，是现今国内外激光共振电离质谱的主流。国外研究机构在该领域研究已久，依托激光共振电离飞行时间质谱开展了大量的基础研究，如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室开展了钛17 、钨18 的研究，德国美因兹大学、英国曼彻斯特大学等也针对锝9 、针2 、21等高质量数金属元素，氙2 、氮2 3 等稀有气体元素进行了原子能级结构研究。在国内，西北核技术研究所的王文亮等2 4 自主研发了一套激光共振电离飞行时间质谱系统，其质量分辨率大于6 0 0。整体上，国内对原子能级结构的基础研究起步晚、技术成熟度低，主要体现为已研究的元素种类少、能级结构数据少、装置性能待优化，仍有巨大的研究空白呕待填补。本实验室基于多年来在激光共振电离光谱技术2 5 和飞行时间质谱技术2 6-2 7 方面的积累，自主研发了一套可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统(LRI-TOFMS)，完成了仪器基本工作性能的表征，开展了金属钕的原子能级结构试487验，确定了跃迁过程中的同位素位移参数。该系统可解决目前镧系和钢系元素的同位素位移、自电离态能级等关键光谱数据缺失问题，获取可用于构建光电离路径的原子能级数据，在为多个研究和应用领域提供基础参数中发挥重要作用。1LRI-TOFMS系统组成与特点LRI-TOFMS结构如图1所示。该系统主要分为六部分：原子蒸发炉、激光共振电离系统、飞行时间质量分析器、真空系统、电控系统和配套的信号采集与处理系统。原子蒸发炉用于将金属单质样品快速升温并形成原子蒸气；激光共振电离系统包括激光器和激光传输部分，可实现由固体激光泵浦的染料激光器出光，并将多束特定波长的脉冲染料激光合成传输到质谱推斥区，泵浦基态原子至高能级，实现目标元素同位素的激发电离；质量分析器用于对待测物离子进行筛选，将离子源产生的离子按照质荷比大小分开检测；真空系统为离子源、质量分析器以及离子检测器提供高真空环境；电控系统为质谱仪各部件提供高压电源，并对真空系统进行测量和控制；数据采集系统用于将采集到的微弱信号放大并对谱图数据进行高速采集与处理。固体激光染料激光原子蒸发炉图1LRI-TOFMS试验系统结构示意图Fig.1 Schematic diagram of LRI-TOF MS experimental system1.1原子蒸发炉原子蒸发炉是本系统的核心组件之一，主要包括钼毛细管、钼加热管、热屏蔽层、不锈钢结构体和铜水冷管，如图2 所示。钼加热管有一定的电阻，可以通过直流大功率电源使其达到较高温度。高温钼加热管的内外表面会发射热辐射，从而加热内部的钼毛细管，使金属物料受热熔化，在真空环境内产生竖直向上的金属蒸气，获得准直性好的蒸发原子流。信号采集及处理质量分析器真空系统电控系统488真空与低温第2 9 卷第5期培璃装料孔电极准真孔水冷板准直孔水冷板（不锈钢）上水冷电极（铜）下水冷电极（铜）图2 原子蒸发炉结构示意图Fig.2 Schematic diagram of atomization furnace structure1.2激光共振电离系统试验所用的激光共振电离系统由核工业理化工程研究院自主研发设计，主体为固体激光泵浦的可调谐染料激光器系统及传输组件。固体激光器为波长532 nm的Nd:YAG激光器，工作重频为10kHz，脉宽小于10 0 ns,输出功率可调范围为2 0 100W。可通过延时信号发生器改变固体激光器的触发时序来调整泵浦光的延迟。染料激光器为Littman腔型，波长可调范围为550 6 7 0 nm，线宽约为1GHz。配置的波长闭环控制系统的线宽和波长稳定性均好于0.2 pm，脉宽约30 ns。通过微采光镜分光，每束染料激光的小部分在激光器腔内被单模光纤采集、传输至激光波长计，用于定点波长的闭环控制和固定步长的扫描控制。多台染料激外屏蔽层（钼）光器输出的不同波长的激光经合成传输后聚焦到内屏蔽层（钼）光电离区域，将布居在基态或低激发态上的原子泵电阻加热管（钼）浦到高激发态，实现布居反转。埚（不锈钢）1.3飞行时间质量分析器飞行时间质量分析器是该系统的核心部件，可支撑杆（石墨）以根据飞行时间差异分离和检测不同质荷比的离子。TOF系统的参数决定了整体系统对同位素离子的分辨性能，包括质量分辨率和动态范围等核心性能参数。飞行时间质量分析器采用正交反射式结构，主要由加速区、无场飞行区、反射区和检测区组成，通过电控系统进行控制，结构如图3所示。在质量分析器中，原子的速度方向基本为竖直向上。原子在加速区的电极片之间被激光共振电离，形成的离子具有与原子相同的速度，因此在水平方向上的初速度很小。系统通过高电压加速区给予离子水平方向的高动能，将离子从正交的方向引入质量分析器，使离子与原子分别向不同方向运动，从而实现特定待检测离子与其他干扰原子的分离。8正脉冲推斥电压4.7M84.7MQ灯丝阳极加速区KV.8x10nF负脉冲T检测区70.2MQ24.7+0.2MQ-6KVT22.2nF3KV24.7 nF 114.7 MQ反射区11KV210nF8x4.7MQ2反射区2图3飞行时间质量分析器结构示意图Fig.3 Schematic diagram of the structure of time of flight mass analyzer李云飞等：可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统2系统匹配性设计激光共振电离飞行时间质谱系统的关键设计是多波长可调谐激光人射与原子蒸发炉、飞行时间质量分析器三者之间的匹配性设计。为匹配激光小光点聚焦和质量分析器高分辨率的优势，同时减小多普勒展宽，提高光谱分辨能力，必须对蒸发的原子流进行束流。通过原子蒸发炉的细长毛细管加热固体物料，使产生的原子流的孔径角满足2 8 :arctan-(1)式中：d为毛细管的孔直径；为毛细管长度。当细长毛细管直径为1.4mm，长度为8 0 mm时，计算得到的原子流的孔径角为2。采用该细长钼毛细管加热可以得到高度准直的金属原子流。该系统采用多套可调谐激光器配合出光、不同激光的波长差异性大，因而，将染料激光器输出的激光通过自研的多合一光纤合束器人纤、传输，避免了复杂空间光合成传输系统的设计与搭建，实现了不同波长激光的快速、灵活合成；通过特制消色差激光镜组对光纤出射的激光进行整形，使不同波长的激光均聚焦为直径4mm左右的圆形光斑，内部能量分布符合平顶光束特征，光斑聚焦点与原子束流和质谱加速区的离子推斥设计相匹配，三者方向彼此正交，且在激光方向和离子推斥方向上原子束流的空间发散角均极小，如图4所示。从而同时实现了压窄多普勒展宽获取高光谱分辨能力及采用正交推斥结构加速离子以获取高质量分辨率的功能需求。屏蔽罩正脉冲推斥GND负脉冲引出加速电压一图4电离区域匹配设计示意图Fig.4 Schematic diagram of the matching designof ionization region为获取可供分析的离子信号，光电离过程所需的原子流蒸气压一般在10-2 10-Pa数量级，对大多数稀土镧系元素（如，铈，钕等），须加热至10 0 0 1500，因此原子束流的速度在10 m/s数量级。489由此可见，为了尽可能保证原子束流被激光辐照，匹配的激光重频应在kHz数量级。通常采用10 kHz工作重频的激光系统，以提高原子束流利用率。脉冲激光与飞行时间质谱的工作时序关系如图5所示。利用外触发标准信号，在TO时间触发激光器，产生的一定波长和脉宽的激光用于激光共振电离过程。同时,在延时 T1 T O 时间,用另一标准 TTL信号触发电极1脉冲电源，产生正负脉冲电压，引出离子。其他电源均设计为直流。其中，延时T12dTO一般不超过1s，以保证离子能全部被引人质量分析器。TOT1图5脉冲激光与飞行时间质谱的工作时序关系设计Fig.5 Design of the working timing relationship between pulselaser and time of flight mass spectrometry由于蒸发产生的原子束初始能量服从玻耳兹曼分布，且共振电离过程形成的离子一般具有与原子流相同的初速度，因而导致飞行时间质量分析器的质量分辨率降低。为了减少离子初始分散的影响，加速区采用“延迟电场+二阶加速场”的方式，如图6 所示。离子产生并自由飞行一段时间后，开启脉冲延迟引出电场使离子加速。相对更远离静电加速区的离子，在延迟电场中飞行路径更长，获原子束流得的动能较大，从而能够与更靠近静电加速区的离子以相同的飞行时间到达检测器，有效地降低初始激光束空间分散和初始动能分散对质谱检测能力的影响。加速区由推斥板、GND栅网、负脉冲引出电极、多引出区层平行加速电极组成。推斥板、GND栅网、负脉加速区冲电极、加速电极将加速区分为三个场强区域，多层平行加速电极之间的间距相同，通过等值的精密电阻串接分压保证每两片平行极片之间的压差相同，每个场强区域为匀强场。考虑到加速区中心到检测区中心垂直距离为70mm，离子流的10 m/s数量级初始飞行速度尚不足以使离子到达检测器，故将反射区及检测区相对于垂直方向设置6 的偏角，如图7 所示。通过与离子束的横向动能相配合，保证质量数为130 18 0 的离子能够被检测器接收。触发标准TTL激光正脉冲490正脉冲高压接地负脉冲高压RRRRR111推斥板接地栅网出极片图6 离子分散与加速区设计示意图Fig.6Schematic diagram of ion dispersion and accelerateregion design加速区MCP检测区IITTTTTTA无场飞行区反射区图7 离子飞行路径示意图Fig.7 Schematic diagram of ion flight path考虑到光谱试验中针对不同元素所需的激光参数不同，激光共振电离系统与飞行时间质量分析器采用独立模块设计，以便根据原子光谱研究的需要将染料激光器更换为其他类型的可调谐激光器。如开展近红外和紫外波段的光谱试验时，可采用由波长为532 nm的Nd:YAG激光泵浦的钛宝石激光器及其倍频输出，而针对同位素位移、超精细结构等尺度较小的原子能级结构进行研究时，可采用环形染料激光器、半导体激光器等具有极窄线宽输出能力的可调谐激光器输出。真空与低温延迟电场加速区静电场加速区EE负脉冲引加速电极第2 9 卷第5期根据以上设计研制的飞行时间质量分析器的结构参数与电参数如表1所列。加速高压表1飞行时间质量分析器主要参数Tab.1 The main parameters of the TOF mass analyzer区域加速区无场飞行区反射区1反射区I检测区3结果与讨论3.1分辨率本文所开发的质谱系统主要应用于稀土镧系元素的激光光谱试验，获取特征光谱参数，填补上述元素光谱研究的空白，为此，以镧系元素钕为代表元素研究了该质谱系统的质量分辨率。根据飞行时间质谱仪分辨率计算公式R=T/2t(式中，T为同一质荷比离子的总飞行时间，ns;t 为同一质荷比离子质谱峰峰高一半处的峰宽，ns）。用飞行时间质谱仪采集到的经激光共振电离源电离后的钕元素的质谱图如图8 所示，对应142 Nd质谱峰的飞行时间为28756ns，半峰宽为10.8 ns。通过计算可知，该仪器在m/z142处半峰全宽(FWHM)的分辨率约为1331。4.01053.51053.01052.51052.01051.51051.01055.01040141.0图8 钕元素样品激光共振电离质谱图Fig.8 Laser resonance ionization mass spectrumof neodymium3.2动态检测范围采用 0.0 8 2 mg/L、0.16 4 mg/L、0.8 2 mg/L、3.28mg/L、16.4m g/L、8 2 m g/L、16 4m g/L七个浓度的氨气测试系统的动态检测范围以及线性关系，记录每个样品m/z4质谱峰稳定后10 0 个时间点的平均响应强度，取其浓度与响应强度做线性拟合得到尺寸/mm53.35358766250T-28 756nst=10.8 n s141.5142.0质荷比m/z电压/V-2.400-51900-2.700142.5143.0李云飞等：可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统标准曲线，并计算线性相关系数R，如图9 所示。可以看到，在0.0 8 2 16 4mg/L的浓度范围内，氮气的离子流强度与浓度呈良好的线性关系，相关系数为0.9 9 8。浓度C为0.0 8 2 mg/L的气样品的离子相对信号强度S为48 5，背景噪声的标准偏差N为38.3,可以得到仪器对氮气的检测下限LOD=3C/（S/N)=0.0194mg/L，仪器的动态检测范围约为8 50 0：1。1071061051041030.01图9 多氮气样品在浓度0.0 8 2 16 4mg/L范围内的标准曲线Fig.9 Calibration curve of helium ranging from 0.082 mg/Lto 164 mg/L3.3LRI-TOFMS在Nd的原子能级结构分析上的应用钕（Nd)是第6 0 号元素，作为最活泼的稀土元素之一，在各领域有着广泛的应用。Nd的基态电子态为Xe4f*6s1,具有复杂的原子能级结构。Nd有七种天然同位素，其丰度如表2 所列。其中，143Nd和14Nd的核自旋为7/2,其他同位素均无核自旋。表2 Nd同位素天然丰度表Tab.2 Natural abundance of neodymium isotope同位素142Nd143Nd14Nd145Nd146Nd 148Nd150Nd丰度/%27.1112.1723.858.3017.225.735.62通过查阅文献调研了Nd的多种激光共振电离方案2 9-32 。由于染料激光系统出光波段的限制，最终选取Babichev发现的一条150 Nd 的电离路径32 ,如表3 所列。表3150 Nd的电离路径Tab.3Resonance ionization scheme of 5Nd电离路径波长/nm利用从文献中调研的电离路径进行的粗扫试验确定了前两步跃迁过程中的各同位素位移。试验中，加热温度设置在150 0 附近。完成了第一491步跃迁与第二步跃迁的中心波长扫描试验，通过飞行时间质谱计获取不同波长下各同位素的信号峰强度，如图10 所示。为减小质谱信号波动的影响，各点进行3min测量后进行谱图平均化处理，即每点为1.8 10 张谱图平均的结果。对各同位素离子信号强度进行归一化处理，并对第一、第二步跃迁的各同位素的信号峰强度进行拟合，试验结果如图11所示。R2-0.9983.01052.51052.01051.51051.01050.11浓度第一步第二步596.767579.56210100第三步640.6795.01040140图10 钕元素同位素峰质谱图Fig.10Mass spectrum of neodymium isotope4035302520151050596.760 596.762596.764596.766 596.768596.770596.772302520151050579.570579.572579.574579.576579.578579.580图11钕第一步与第二步跃迁中心波长试验结果Fig.11Test results of first and second step transition centralwavelength for neodymium142波长/nm(a）第一步跃迁波长/nm(b）第二步跃迁144质荷比m/z146142Nd143Nd144Nd145Nd146Nd148Nd150Nd142Nd143Nd144Nd145Nd146Nd148Nd150Nd148492从图11可以看到，第二步跃迁的结果与第一步类似，所有钕同位素的离子信号峰的波形基本为高斯型分布，符合理论预期。各同位素信号峰的半高宽基本为2 pm左右，这可能是激光线宽、多普勒展宽和功率展宽叠加所致。在该谱图中获取的第一、二步跃迁中各同位素的位移基本在1 2 pm范围内。4结论本文介绍了自制的激光共振电离飞行时间质谱系统的原理、结构和初步应用试验结果。结果表明，该系统的质量分辨率大于130 0，信号动态范围为3个数量级。根据文献调研结果确定了一条钕的激光共振电离路径，通过原子能级结构试验获取了该路径前两步跃迁的同位素位移，验证了该系统用于原子能级结构试验的可行性。系统有望在针对镧系、钢系元素的原子能级结构研究中发挥重要作用，解决同位素位移、自电离态能级等关键光谱数据缺失问题，具有十分重要的科学和实际意义。参考文献：1 YOUNG J P,SHAW R W,SMITH D H.Resonance ioniza-tion mass spectrometer.Analytical Chemistry,1989,61(22):1271A-1279A.2马万云.一种新的分析手段-RIS-TOF技术.光谱学与光谱分析,19 9 3,13(2):111-12 0.3 BAKULE P,MATSUDA Y,MIYAKE Y,et al.Slow muonexperiment by laser resonant ionization method at RIKEN-RAL muon facilityJJ.Spectrochimica Acta Part B AtomicSpectroscopy,2003,58(6):1019-1030.4 FRITZSCHE S.Level structure and properties of open f-shellelementsJ.Atoms,2022,10(1):1-16.5 DZUBA V.Calculation of polarizabilities for atoms withopen shells3.Symmetry,2020,12(12):1950.6 ALLEHABIS O,LI J,DZUBA V,et al.Theoretical study ofelectronic structure of erbium and fermiumJ.Journal ofQuantitative Spectroscopy and Radiative Transfer,2020,253:107137.7 PIZZOCARO M,THOUMANY P,RAUF B,et al.Absolutefrequency measurement of the So-P transition of 17lYb.Metrologia,2017,54(1):102-112.8 MCGREW W F,ZHANG X,LEOPARDI H,et al.Towardsthe optical second:verifying optical clocks at the SI limitJ.真空与低温Optica,2019,6(4):448.9 KOBAYASHI T,AKAMATSU D,HISAI Y,et al.Uncer-tainty evaluation of an 17lYb optical lattice clock atNMIJCJ/IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectricsand Frequency Control,2018.10 MARSH B A.Resonance ionization laser ion sources for on-line isotope separators(invited)J.Review of Scientific In-struments,2014,85(2):02B923.1-02B923.7.11 PARK S J,KIM J B.RILIS laser ion source developmentfor ISOL systems at RISPJJ.Hyperfine Interactions,2020,241:39.12 LI R,LASSEN J,AMES F,et al.Resonant ionization laserion source(RILIS)development on Lu and PrJ.Spec-trochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy,2019,158:105633.13 SAVINA M R,ISSELHARDT B H,SHULAKER D Z,et al.Simultaneous isotopic analysis of fission product Sr,Mo,and Ru in spent nuclear fuel particles by resonance ioniza-tion mass spectrometryJJ.Scientific Reports,2023,13(1):5193.14 SAVINA M R,ISSELHARDT B H,TRAPPITSCH R.Si-multaneous isotopic analysis of U,Pu,and Am in spent nu-clear fuel by resonance ionization mass spectrometryJ.Analytical Chemistry,2021,93(27):9505-9512.15 SEBASTIAN R,NINA K,TOBIAS R,et al.Recent devel-opments in resonance ionization mass spectrometry for ultra-trace analysis of actinide elementsJ.Radiochimica Acta,2019,107(7):645-652.16 VIDOLOVA-ANGELOVAY E P,KRUSTEV T B,et al.Laser resonance ionization spectroscopy of the ceriumatomJ.Journal of Physics B Atomic Molecular and Opti-cal Physics,1999,30(3):667.17 RETO T,RAYMOND S M,HALLEN I B.Resonance ion-ization of titanium:high useful yield and new autoionizingstatesJ.Journal of Analytical Atomic Spectrometry,2018,33(11):1962-1969.18 SHULAKER D Z,TRAPPITSCH R,SAVINA M R,et al.High-useful yield and new autoionizing state of resonantlyionized TungstenJ.Journal of Analytical Atomic Spec-trometry,2023,38(2):457-463.19 WENDT K,GEPPERT C,MATTOLAT C,et al.Progressof ultra trace determination of technetium using laser reso-nance ionization mass spectrometryJ.Analytical and Bio-analytical Chemistry,2012,404(8):2173-2176.第2 9 卷第5期李云飞等：可用于原子光谱研究的激光共振电离飞行时间质谱系统20 RAEDER S,SONNENSCHEIN V,GOTTWALD T,et al.Resonance ionization spectroscopy of thorium isotopes-to-wards a laser spectroscopic identification of the low-lying7.6 eV isomer of 229ThJ.Journal of Physics B:Atomic,Molecular and Optical Physics,2011,44(16):165005-165013.21 RAEDER S,GOTTWALD T,PASSLER G,et al.Determi-nation of a three-step excitation and ionization scheme forresonance ionization and ultratrace analysis of Np-237J.Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy,2011,66(3):242-247.22 CROWTHER S A,MOHAPATRA R K,TURNER G,et al.Characteristics and applications of RELAX,an ultrasensi-tive resonance ionization mass spectrometer for xenonJ.Journal of Analytical Atomic Spectrometry,2008,23(7):938-947.23 STRASHNOV I,BLAGBURN D J,GILMOUR J D.Con-trolling isotopic effects in the resonance ionisation massspectrometer of kryptonJ.Applied Physics B-Lasers andOptics,2010,99(3):543-551.24王文亮，李志明，沈小攀，等.用于原子能级结构研究的激光共振电离光谱系统J.光谱学与光谱分析，2 0 17,37(12):3653-3657.25柴俊杰，李志全.原子蒸气激光法分离同位素的偏振选择性实验.光学学报,2 0 0 9,2 9(6)：159 6-16 0 0.26高伟，黄正旭，郭长娟，等.电子轰击源垂直加速式飞行时493间质谱仪的研制.质谱学报，2 0 0 8,2 9(4)：2 0 9-2 17.27谭国斌,黄正旭，高伟，等.宽离子能量检测范围垂直引人反射式飞行时间质谱仪的研制J.仪器装置与实验技术，2013(10):1614-1619.28 NICOLE E,PASSLER G,TRAUTMANN N,et al.Reso-nance ionisation mass spectrometry for trace analysis oflong-lived radionuclidesJ.Radioactivity in the Environ-ment,2008,11:331-354.29 DYACHKOV A B,GORKUNOV A A,LABOZIN A V,et al.Development of a laser system of the laboratory AVLIScomplex for producing isotopes and radionuclidesJ.Quan-tum Electronics,2018,48(1):75-81.30 ZYUZIKOV A D,MISHIN V I,FEDOSEEV V N.Laserresonance photoionization spectroscopy of excited and au-toionization atomic states of rare-earths.3:neodymiumJ.Optics&Spectroscopy,1988,64(3):287-288.31 GRIGORIEV I S,DIACHKOV A B,KOVALEVICH S K,et al.AVLIS of neod