光电子能谱仪实验原理图

用高亮度532nm(YAG)激光聚焦在金属靶上，可以溅射产生负离子，用飞行质谱选择感兴趣的负离子，再用可调谐激光光脱附负离子的外层电子。被打出来的光电子经慢电子速度成像装置对动能和角分布进行高分辨测量。利用这套装置可以选择团簇的大小，系统研究团簇如何随着原子数目的增加逐渐从单原子分子向凝聚相过渡。在过渡的过程中可以观测到丰富的量子效应。目前，谱仪的最好能量分辨率好于0.1 meV。

Luo etal, Physical Review A 93, 020501 (2016)-Rapid communication.

慢电子速度成像的优势在于对电子的速度分布作整体测量，对多普勒效应不敏感，对环境的杂散电场和磁场也不敏感。和常规电子能谱仪相比，慢电子速度成像对动能很低的电子也可以保持较高的相对能量分辨率，动能越低，绝对能量分辨率就越好。另外慢电子速度成像相比于传统的光电子能谱，还能得到激光脱附的光电子空间角分布信息，这为电子态的标识提供了重要依据。

在慢电子速度成像装置中，光脱附产生的光电子在成像电压的加速聚焦下飞向荧光屏，速度相同的光电子会在荧光屏上形成一个圆环，圆环的半径正比于光电子的速度，因此测量圆环的半径就可以得到光电子的动能。上图中增加光脱附激光的频率，圆环逐渐变大。有了光电子的动能，就可以根据能量守恒得到电子亲和势 EA=hv-Ek。