本技术涉及自由电子激光实验站样品环境技术领域,提供一种薄膜喷嘴和硬X射线谱学液体样品环境系统。薄膜喷嘴由一级喷嘴和嵌套于其中的二级喷嘴组成,二级喷嘴内设置有逐渐收窄的变径通道和喷射通道,出液口横截面积介于0.05mm²至0.005mm²之间。该设计使得喷嘴能产生厚度小于20μm的扁平超薄液膜,对时间分辨率的影响小于66fs,满足硬X射线谱学实验对液体样品厚度的高要求,显著提高实验精度。
背景技术
硬X射线自由电子激光装置是研究化学、生物、物理以及材料学领域的强大工具,尤其在硬X射线光谱学领域,为深入探究溶液中化学和生物动态或静态过程提供了强大的手段。在硬X射线谱学实验中,对液体样品的厚度有着严格的要求。液体样品厚度需控制在几微米到数十微米的范围内,以确保实验结果不受过厚或过薄的影响。特别是对于超快谱学反应的时间分辨率而言,液体样品厚度的影响尤为显著。然而,目前现有的扁平超薄液膜产生方法存在诸多不足。例如,两束液流碰撞的方法液流对准难度大,操作繁琐;而采用气体聚焦压缩液流的方式产生的液流尺寸通常在亚微米尺度,对于硬X射线谱学产生的信号较弱。为满足高重频自由电子激光谱学实验样品更新需求,液流样品流速通常要求>10m/s,因此样品消耗量巨大,对样品重复利用有迫切需求。
综上,现急需一款能够产生超薄液膜的用于自由电子激光谱学实验的喷嘴。
实现思路