參、實驗設備
一、真空系統
圖四是本實驗所使用的是自製的飛行時間質譜儀 ( time of
flight mass spectrometer，簡稱 TOFMS )，外殼及所有元件的均為不銹 鋼材質，內部維持在高真高的狀況之下，一般約維持在 10 -8 至 10 -9 Torr。整個系統依功能性可分為四個區域：(1) 束源氣室 ( beam soure chamber ) 、 (2) 分子與雷射作用區 ( molecule laser interaction region )、(3) 飛行導管 ( flight tube ) 和 (4) 離子偵測區 ( ion detection region )。在四個區域各搭配一套初級真空幫浦 ( 我們使用 機械幫浦 ( mechanical pump) ) 和高真空幫浦 ( 我們使用兩種幫 浦，擴散幫浦 ( diffusion pump ) 和渦輪幫浦 ( turbo pump ) )。因為高 真空幫浦不能直接在大氣壓力下使用，所以我們必須先以機械幫浦將 壓力降至 10 -3 Torr ( 由 Convectron gauge 測量 )，接著將機械幫浦與 氣室的管路關閉並將高真空幫浦與氣室間的管路打開，改以高真空幫 浦來進行抽氣，一般可達 10 -8 至 10 -9 Torr ( 由 ionization gauge 測量 )。
但高真空幫浦的作用機制，前端仍需連接一台機械幫浦，所以我們在
關閉機械幫浦與氣室間管路時，也同時將機械幫浦與高真空幫浦間管
路打開。我們在氣室底部依序連接電動式閥門 ( electropneumatic gate
valve )，為了在停電或緊急事發生時，能夠自動關閉，將氣室與幫浦 隔絕。
接著，我們將分段說明此系統的四個區域的工作情形：
(一) 束源氣室 ( beam soure chamber )
我們的實驗是氣態分子實驗，以脈衝式分子束來進行，因為脈衝 式的單位分子密度 ( molecular density ) 比連續式的高，且分子速度 分佈較窄，容易裝配，背景雜訊低，所需的抽氣幫浦不必具很高的抽 氣速率，比較符合經濟效益。而此區域即為產生分子束的位置。分子 束的產生方法，是以高壓載體氣體 ( 如氮氣，可視實驗目的更換其 他氣體 ) 連接於樣品源室，我們在樣品源室纏上加熱絲，以便加溫 提高待測物的蒸氣壓，加熱與否視分子本身蒸氣壓大小而定。並將該 區的材質皆更換為較耐高溫材質 ( 如電源相關線材皆更換為鐵氟龍
( teflon ) 材質，使實驗條件至少可加溫到攝氏 250 度)。利用儲存在
儲氣瓶中的高壓載體氣體 ( 一般使用氦氣，壓力約控制在 2000 Torr )
通過樣品源上方時將樣品的蒸氣帶出，並在高壓腔體與真空室之間裝
置一可調式脈衝閥門 ( General Valve Corp.,Series 9 )，並連接至一自
製脈衝伐控制器，可設定電壓值及輸出寬度。此伐門關閉時，氣體便
無法通過，伐門打開時，氣體便由高壓腔體快速衝入真空室中，在夠
高的壓力差之下能達到自由膨脹 ( free expansion ) 條件，產生超音速 分子束。脈衝伐的噴嘴 (nozzle) 直徑為 0.15 公釐，在噴出的出口 10.5 公釐的地方加裝一個圓錐狀撇取器 ( skimmer )，只有分子束中間的部 分能通過，進入分子與雷射作用區的分子幾乎都是單方向前進的超音 速分子束源。
值得一提的是，在基質輔助雷射脫附游離 ( matrix assisted laser desorption inoization，簡稱 MALDI ) 的技術發展後，可以在不破壞完 整性的情況下，將蛋白質這類的分子游離化，可以應用在我們的樣品 源上，更有效的進行胺基酸及蛋白質的研究。搭配質量解析臨界游離 光譜術，是我們正在嘗試的方向。
(二) 分子與雷射作用區 ( molecule laser interaction region )
此區又可稱為游離區，此部分包含了飛行時間鏡 ( TOF lens ) 和 聚焦鏡 ( einzel lens ) 組，分別由三片電極板組成，可調整個別電場 大小。為了讓分子束通過，在電極板中央設有孔徑為 13 公釐的孔洞，
且均覆蓋一層鎳網 ( Ni mesh )，以使中央孔分佈為一均勻電場。
其中飛行時間鏡組有三片電極板組成，分別為 U 1 、U 2 及 U 3 。U 1
由一個訊號產生器提供負 2.5 伏特的電壓，配合 2.5 公分的距離而產
生 1 伏特/公分 電壓梯度。在前述的質量解析臨界游離光譜術中，我
們曾提到要偵測的臨界訊號是隱藏在總離子訊號中。因此我們必須把 中性臨界訊號和直接游離的直接離子分離，而 U 1 的功能即是在質量 解析臨界游離光譜實驗中，提供一個負電壓梯度而將直接離子速度減 慢，以達到分離的效果。在單色及雙色共振雙光子實驗中 U 1 的電場 是不開啟的。U 2 及 U 3 電極板為成對的使用，分別由兩具高壓電源供 應器 ( BERTAN. Model 210 05R ) 所提供以 2200 及 2000 伏特 ( 會 視實驗情形微調電壓值大小 ) 的電場，藉以在兩者之間形成一加速 區 [28]，在單色及雙色共振雙光子游離實驗中用以加速實驗產生的離 子，穿過飛行時間管後飛往偵測器。要特別注意的是，U 1 和 U 2 電極 板兩者的電壓差約在 200 伏特，此電壓差的設計是為了游離在質量解 析臨界游離光譜實驗中產生的中性臨界分子。為了分離經過雷射作用 後同時產生的直接離子和臨界分子，此時我們先將 U 1 開啟，產生的 負電壓梯度將直接離子往前飛行的速度降低，中性的臨界分子則不受 影響，在經過一段時間差後兩者之間便產生了一段距離。此時，同時 開啟 U 2 及 U 3 電場，將臨界分子游離並往前加速飛行。如此，我們偵 測到的便是經由臨界分子游離產生的訊號離子。
在分子與雷射作用區除了含有飛行時間鏡組之外，還裝置有
聚焦鏡 ( einzel lens ) 組，也是由三片電極板組成，分別為 U 4 、U 5 和
U 6 。U 4 和 U 6 接地，位在中央的 U 5 則接以一高壓電源供應器 ( Standford
Research System Inc. Model PS350 )，輸出電壓 ( 我們使用在約 300 至 800 伏特的範圍 ) 以作為聚焦離子之用。
(三) 飛行導管 ( flight tube )
此區不加以電場作用，即所謂的零場區域。目的是為了讓處在介 穩狀態離子( metastable ions ) 能在此區域進行結構上的重排以達最 穩定結構，在研究單分子解離 ( unimolecular dissociation ) 及動能釋 放 ( Kinetic energy release，簡稱 KER 值 ) 的課題上極為重要。
(四) 離子偵測區 ( ion detection region )
此區的主要目的是要偵測經過飛行導管到達的離子訊號。我們所
使 用 的 離 子 偵 測 器 是 一 組 微 通 道 片 ( microchannel plate ， 簡 稱
MCP )。一片微通道片厚度約 3 毫米，直徑 33 毫米，一片約有 10 5 至
10 6 個通道，每一個孔洞只有約 10 微米 ( 10 µm = 0.01 mm )，功能類
似電子倍增管 ( electron multiplier )，當收到離子訊號時，進入通道內
的離子不斷與通道壁碰撞產生倍增的電子，可將微弱的離子訊號轉換
為增強的電子訊號。為了使訊號有更好的增強效果，通常都是將多片
微通道片加以組合使用。我們使用的是以 Chevron 式組合的兩片微通
道片，分別通供給200 和2200 伏特的電壓 ( 以在接面位置產生
1200 伏特的電壓，是測試報告中效率最好的工作電壓 )，並在後方 接一金屬極板以接收放大後的電子訊號。如此組合可使整體的訊號放 大約 10 6 至 10 7 倍。此電流經轉換後輸送至訊號收集儀器以產生質譜。
我 們 在 此 所 使 用 的 訊 號 收 集 儀 器 為 多 通 道 訊 號 收 集 器 ( multichannel scaler，簡稱 MCS，Standford Research System，SR430 )。
多通道訊號收集器可設定總共的訊號收集時間，以時間窗 ( bin ) 為 單位。時間窗的大小可以設定 ( 可選擇 5 奈秒 ( ns )、40 奈秒．．．
和 10 奈秒等寬度 )。此外，亦要設定一次紀錄 ( record ) 的時間窗個 數 ( 可選擇 1 k 至 32 k，1 k = 1024 )，以及一次掃描 ( scan ) 的紀錄 次數 ( 可選擇 1 至 64 k )。除了收集時間的長度，亦可選擇收集時間 的起始點，可選擇的範圍彈性很大，要視實驗條件來設定。我們的設 定為每次掃描要收集 300 次紀錄，每次紀錄含有 1024 個時間窗，而 每個時間窗的時間寬度為 40 ns，並使用內建的計時器。因為我們的 雷射光輸出脈衝為 10 赫茲 ( Hz )，也就是一秒鐘可收集十次紀錄，
可估計我們的一次掃描大約需費時 30 秒。此外，為了降低雜訊的干 擾，我們將訊號區別電壓設定為10 毫伏 ( mV )，只有超過這個電壓 的訊號才會被多通道訊號收集器累積紀錄下來。
二、雷射系統
為了要進行雙色共振雙光子游離光譜的掃描，我們需要兩套可改 變波長的染料雷射 ( dye laser ) 為雷射光源，並以固態銣釔鋁石榴石 雷射 ( Nd:YAG laser ) 作為激發染料雷射的光源。此外，在染料雷射 的雷射光輸出位置加上一組倍頻器，將染料雷射輸出的可見光雷射倍 頻成我們所需要的紫外光雷射。以下分別介紹我們所使用的雷射系統 的三大組件 - (1) 固態銣釔鋁石榴石雷射、(2) 染料雷射和 (3) 倍頻 器：
(一) 固態銣釔鋁石榴石雷射 ( Nd:YAG laser )
我們分別使用兩台固態銣釔鋁石榴石雷射 ( Quanta Ray，
GCR 3 和 Spectra Physics，Lab 150 ) 為，的主要輸出波長為 1064
奈米 ( nm )，是單一波長的紅外雷射光。而染料雷射所需的激發光
源，在我們實驗中分別是波長 532 或 355 奈米的雷射光，可經由固態
銣釔鋁石榴石雷射輸出光的二倍頻或三倍頻而產生。固態銣釔鋁石榴
石雷射內部經由氙燈 ( Xe lamp ) 激發後產生雷射光，經過一組光電
品質調制 ( Q switch ) 將雷射光累積一段時間，於高能量時再瞬間
放出。在我們的實驗條件中，是以訊號產生器發出觸發訊號分別來控
制氙燈 ( Xe lamp ) 的啟動以及光電品質調制的放光時機。在我們的
實驗條件中，觸發氙燈後延遲 230 微秒再觸發光電品質調制，可得到 最佳的雷射輸出品質。
(二) 染料雷射 ( dye laser )
我們所使用的兩台染料雷射分別為 Quanta Ray PDL 3 和
Lambda Physik Scanmate。主要可分為：振盪器 ( oscillator )、預放 大器 ( preamplifier )、放大器 ( amplifier ) 和染料循環系統。
首先介紹染料循環系統。分為兩組，分別供應振盪器及放大器使
用。兩組分別由直流馬達、循環管路和染料槽所組成。我們將所要使
用的染料配置成溶液 ( 依我們需要的雷射光輸出範圍，從目錄選擇
適用的染料種類、染料濃度，及適用的溶劑，要注意在振盪器中的染
料溶液濃度為放大器中的四倍 ) 。舉例來說，我們的一次實驗中需
要掃描 750 至 780 奈米範圍的光譜，所以我們選用 LDS765 加上
LDS821 兩 種 染 料 ( 染 料 在 不 同 波 長 範 圍 的 輸 出 光 並 不 穩 定 ，
LDS765 的最大輸出功率約在 745 至 780 奈米，為了要使 LDS765 的
最穩定輸出波長在我們的掃描範圍內 ( 往長波長移動 )，所以加入一
部分 LDS821 )。配置過程先取兩份 LDS765 染料各 28 毫克，分別加
甲醇配成兩罐染料，小罐的配成 200 毫升以供應振盪器使用 ( 濃度
為 140 mg/l )，大罐的配成 800 毫升以供放大器使用 ( 濃度為 35
mg/l )。以同樣的原則再配成 LDS821 染料，再嘗試不同比例與 LDS765 混合，直到輸出的雷射光在我們所需的波長範圍中效率令人滿意為止
( 必須在雷射輸出光後，在所需求的波長範圍測量雷射的功率，視波 長移動情形酌量添加 LDS821 )。接著將配好的染料裝置於直流馬達 上，皆以封閉管路連接裝置於雷射組件內部的染料槽。在引入固態銣 釔鋁石榴石雷射光之前，須先啟動直流馬達使染料穩定的循環於管路 和染料槽，接著引入雷射光後，染料槽即為固態銣釔鋁石榴石雷射光 與染料分子作用的地方。
接著簡單介紹染料雷射內部的工作原理。當我們將固態銣釔鋁石
榴石雷射所產生的輸出光 ( 在這邊以二倍頻的 532 奈米波長輸出光
為例 ) 引入染料雷射內部時，以分光鏡將其分為兩條光路，約 10 %
被引入振盪器，與染料分子初步作用產生雷射光。其餘約 90 % 的光
束再分為兩道光束，其中一道同樣被導入振盪器中，此時的功能是將
振盪器中產生的雷射作預放大。另一道則引入放大器中，將經過預放
大後的雷射光再加以放大。要特別注意的是，振盪器產生的光在到達
放大器之前，會先通過擴束器 ( beam expander ) 將產生的雷射平均
分布在光柵 ( grating ) 上，藉由轉動光柵的角度來選取特定波長的雷
射光輸出。再藉由之前介紹的預放大和放大過程，得到功率符合實驗
需求，且波長可改變的雷射光輸出。
(三) 倍頻器 ( wavelength extension system )
上述染料雷射產生的雷射光波長在 750 至 780 奈米範圍，必須再 經過倍頻成 375 至 390 奈米的紫外光波長範圍，才適合應用在我們的 實驗中 ( 苯環衍生物易吸收紫外光 )。所以，我們實驗上紀錄的波長 範圍是染料雷射的輸出值，但實際分子接受到的是經過倍頻以後的雷 射光。
倍頻器包含了三個部分，即倍頻晶體 ( BBO III crystal )、補償 器 ( beam walk-off compensator ) 和分光器 ( beam separator )。倍頻晶 體和補償器下方皆由馬達控制轉動角度，在安裝兩者時必須先進行校 正。接著，倍頻晶體會轉動特定的角度以對不同波長進行倍頻，過程 中造成的光路改變即由補償器來修正回來。由於經過倍頻後混合原本 的可見光以及倍頻後產生的紫外光，所以必須經由分光器將兩者分 離，只留下倍頻後的紫外光，以反射鏡組引入真空腔體內進行實驗。
為了要監視兩台雷射訊號的輸出 ( 依照用途分為激發雷射和游 離雷射 )，我們以分光鏡分出一小部分光束導入光二極體
( photodiode )，並將訊號連接至數位儲存示波器 ( 500MHz
oscilloscope，LeCroy，LC334A )。此示波器可同時監測四個通道的訊
號，我們開啟通道 1 以偵測激發雷射的訊號，以及開啟通道 2 以監控
三、同步與信號收集
綜合上面所述，可以發現我們在實驗過程中必須控制多項儀器的 運作：(1) 分子束的觸發啟動時間、(2) 兩台固態銣釔鋁石榴石雷射 的氙燈觸發啟動時間、(3) 兩台固態銣釔鋁石榴石雷射的光電品質調 制觸發啟動時間 ( 即控制雷射光實際輸出時間 )、(4) 電場 U 1 的觸 發啟動時間、(5) 電場 U 2 及 U 3 的觸發啟動時間、(6) 多通道訊號收 集器的觸發時間和 (7) 雷射監視訊號觸發時間。各項設備連接圖如圖 五。
我們使用數位延遲 / 脈衝信號產生器( digital delay / pulse generator，Stanford Research System，DG535 ) 來產生以上所述所需 的七種觸發訊號以及定義所有觸動元件的延遲時間。一台數位延遲 / 脈衝信號產生器可提供 A、B、C、D 四種延遲信號，以及兩組分別 由 A、B 和 C、D 組合產生的脈衝信號，並可選擇整個儀器中的計時 器為內間或外接式。為了能同步控制我們的實驗儀器，我們連接兩部 延遲 / 脈衝信號產生器 ( 簡稱 G 1 和 G 2 ) 以便產生足夠的觸發信號。
圖六說明 G 1 和 G 2 產生的訊號以及所觸發的動作。首先將脈衝伐控制
器上的輸出觸發訊號連接至 G 2 的 T 0 輸入位置，再將 G 2 的 T 0 輸出觸
發訊號 ( EXT TRIG ) 連接至 G 1 的 T 0 輸入位置。以上的動作，即設
定 G 1 與 G 2 的觸發開始時間為同一時間 T 0 ，且是由脈衝伐的開始時間
來控制。即設定分子束開始噴出時間，同步觸發 G 1 及 G 2 開始運作。
在分子束啟動後 400 微秒，我們設定一個寬度為 25 微秒的 AB 組合 脈衝 ( G 1 上的 AB ) 來開啟兩台固態銣釔鋁石榴石雷射的氙燈開始 作用，並在約 230 微秒後分別以 G 1 和 G 2 的 C 來觸發激發雷射和游離 雷射的光電品質調制觸發啟動時間 ( 即控制雷射光實際輸出時 間 )。因為兩台雷射與分子束的距離並不相同，所以設定略有差別。
此外，還要視實驗過程中分子在激發態的生命期長短而略有調整。
除了控制兩台雷射的光輸出時間之外，接著我們便要控制 U 1 、U 2 和
U 3 三個電場的啟動時間，這也是整個實驗中相當關鍵而困難的地方。
我們以 G 2 的 B 來控制 U 1 電場 ( 在質量解析臨界游離光譜實驗中用 來拉住直接離子的電場 ) 的啟動時間，約設定在雷射光輸出後延遲
180 奈秒 ( ns ) 的時間。U 2 及 U 3 的電場開啟時間則是由 G 1 上的 D 來
控制，一般設定在雷射光輸出後延遲 12 微秒的時間。一方面由於我
們所用的載體氣體剩餘壓力會影響分子的飛行時間，另一方面不同的
分子的重量也會影響分子到達 U 2 及 U 3 電場的時間。所以實際的設定
值必須在實驗中不斷嘗試才有辦法有最佳化的結果。在質量解析臨界
游離光譜實驗中必須再加上 U 1 的考量，並且會影響到 U 2 及 U 3 的最
佳開啟時間，使實驗難度更加提高，我們會在接下來的實驗過程中詳
細敘述。最後，必須觸動多通道訊號收集器開始收集離子訊號，此處
我們以 G 1 的 CD 組合脈衝來控制。
圖七及圖八說明了所有訊號間的相對時間關係。值得注意的是，
在圖七中，我們可以看到在一秒鐘之間脈衝閥開啟了十次，每次僅開 啟 100 微秒，十次的開啟僅佔了一秒鐘的千分之一的時間，所以脈衝 式分子束可以非常有效的利用樣品，此外，因為脈衝式的單位分子密 度 ( molecular density ) 比連續式的高，且分子速度分佈較窄，容易 裝配，背景雜訊低，所需的抽氣幫浦不必具很高的抽氣速率，比較符 合經濟效益。圖八將圖七中的訊號相對時間獨立出來，讓我們可以更 清楚的瞭解兩部延遲 / 脈衝訊號產生器間的訊號相對時間關係。總 共的作用時間是從脈衝閥啟動的 T 0 開始，到 U 2 及 U 3 電場停止為止，
一共是 641.1 微秒 ( 圖七及圖八中的延遲時間是以一次對苯二胺的
質量解析臨界游離光譜實驗中的時間設定為例子，在其他實驗中，部
分設定會不相同，延遲 / 脈衝訊號產生器的總作用時間也會隨著變
化 )。
圖 五 各項實驗設備連接圖
。
圖 六 兩部延遲 / 脈衝信號產生器設定圖。
圖 七 脈衝閥與訊號產生器相對時間圖。
一秒鐘脈衝閥開啟十次
圖 八 實驗儀器間延遲 / 脈衝相對時間圖。
四、實驗過程
實驗使用的對苯二胺及間苯二胺樣品皆由 Aldrich 公司生產，純 度為 99 %，並未作進一步純化處理。兩者皆為固體，為了提高蒸氣 壓而將樣品加熱至攝氏 100 至 150 度不等而成為液體。經由約 2000
Torr 的氦氣作為輸送氣體，經由噴嘴導入真空腔形成分子束。在單色 共振雙光子游離光譜實驗中，只使用一套雷射系統，並使用染料
Rhodamin 590、610、640、LDS 698 以及 DCM，在雙色共振雙光子 游離及質量解析臨界游離光譜實驗中則使用兩套雷射系統，並增加使 用染料 Rhodamin 765 和 821。染料雷射內部的下方有一台主機負責控 制內部元件的運作，將之連接螢幕及鍵盤，便可於外部操作光柵及倍 頻晶體等等的運行。在每次更換染料後，由於與之前的設定並不相 同，所以必須對染料的範圍作重新校正。如我們上述的例子，所使用 的染料出光範圍在 750 至 780 奈米，經由鍵盤輸入波長範圍，此時電 腦就會以這範圍將波長分均成五點，進行五點校正。接著我們要做 的，就是以鍵盤上的左右鍵來改變倍頻晶體的轉動角度，並觀察雷射 光輸出的強弱變化。在確認雷射強度最高的位置按下確認鍵，便結束 第一點的校正， 然後繼續進行第二點校正。如此做完五點校正之後，
便將倍頻晶體的轉動角度設定在這個染料的出光範圍上。接下來詳細
R2PI spectroscopy )、(2) 雙色共振雙光子游離光譜術 ( 2C R2PI spectroscopy ) 以 及 (3) 質 量 解 析 臨 界 游 離 光 譜 術 ( MATI spectroscopy ) 三個階段來介紹。
(一) 單色共振雙光子游離光譜術 ( 1C R2PI spectroscopy )
單色共振雙光子游離實驗只使用一套雷射來對分子束進行游離。
在調整好雷射的輸出後，便由多通道訊號收集器來觀察分子束經由雷 射游離產生的離子訊號。我們的分子束、雷射光輸出及電場的開啟，
都是以脈衝式來進行。在多通道訊號收集器的顯示螢幕上，縱軸分為 八格，顯示的是收到的離子訊號個數 ( counts )。橫軸則分為十格，
顯示的是整個紀錄時間，以時間窗為單位，並同時顯示換算後的真實
時間。兩軸的顯示皆可調整單位大小以及位移，以便我們觀察實驗的
訊號。在我們的設定中一個紀錄有 1024 ( 1k ) 個時間窗( bin )，則在
橫軸最左邊顯 bin 0 ( 0 ns )，最右邊則顯示 bin 1023 ( 40.920µs )。當
我們按下開始鍵開始紀錄時，螢幕上顯示的是經過三百次累加後的離
子訊號。若是不同的重量的離子同時存在，則因為飛行時間的不同而
出現在不同的時間窗範圍內。假若在螢幕中觀察到一個向上成長的訊
號 ( 每一次紀錄訊號會不斷累加，直到累加三百次即停止。要觀察
下一次紀錄，則必須先按清除鍵清除上一次的紀錄 )，我們只需要將
游標調整在該位置上，即可在螢幕的右上邊顯示這個訊號的資訊。譬 如在一次紀錄中，我們觀察到的訊號顯示為 ” bin 408，16.320µs，Y =
1 cnts ”，代表了這個訊號是在整個紀錄的 1024 個時間窗中的第 409 個時被偵測到，也相當於在整個紀錄的 40.920 微秒中的第 16.320 微 秒。而且在 300 次的累積中止偵測到一個離子訊號。
所以我們可以觀察多通道訊號收集器的偵測結果，來確認我們的 雷射是否有跟分子束對準。藉由改變反射鏡的垂直與水平位置，使雷 射光準確的與分子束交叉，以得到最大的離子訊號。但影響離子訊號 的因素不只有雷射光束的角度，還有加速電場的開啟時間。由於分子 束被雷射光游離之後，進入 U 2 及 U 3 電場的離子是以一群離子的形 式，相同質量的離子因為在加速電場中不同的空間而分別接受到不同 高度的電場以及不同的作用時間，而在不同的時間到達偵測器，使訊 號變寬甚至分裂而降低質譜的解析度。所以我們運用空間聚焦平面
( space focus plane ) 的概念，在實驗過程中，調整 U 2 及 U 3 的開啟 時間 ( 也就是改變訊號產生器 G 1 的 D 值 )，當分子在 U 2 及 U 3 中某 一個位置時，因為受到的電場差異以及作用時間的效應互相抵銷，使 得相同質量的分子能同時到達偵測器，改善離子訊號的解析度。
以上的動作是在單一特定的雷射波長下進行 ( 會嘗試不同波長
來確認訊號 )，得到的是單一特定波長的質譜。當我們調整到極佳的
質譜訊號時，就要改變波長範圍進行掃描，得到在不同波長下的質譜 訊號。我們仍舊以掃描範圍 750 至 780 奈米為例子，從 750 奈米開始 為第一步，第二步增加雷射波長 0.04 奈米所以是 750.04 奈米，第三 步是 750.08 奈米，以此類推，所以掃完整個範圍是 30 奈米共需 750 步。依照我們之前的說明，每一步需要約 30 秒，所以掃描全程需要 約 22500 秒，即 6.25 小時才可完成 ( 實際掃描有更多限制，我們所 使用的軟體一次可掃描的範圍上限為 500 步，所以超過的範圍需分成 兩次進行。此外，在掃描到波長 633.40 奈米和 791.77 奈米的範圍時，
分別是光柵級數 ( grating order ) 的 5 和 4、4 和 3 的分界點。光柵在 運轉到這兩個波長時需要更長時間的轉動才能繼續運作，所以在跨越 這個波段的掃描也必須分兩次掃描 )。
掃描得到的結果，是分別在 750 步不同波長下得到的質譜，每一 個質譜都是收集 1024 個時間窗得到的訊號。若第 409 個時間窗的離 子訊號是我們所要的，則我們要用軟體分別將 750 個質譜中，每一個 第 409 時間窗的數據取出並且合併。所得到的是這個時間窗中出現的 離子訊號，在 750 步不同雷射波長中的改變情形。也就是在 750 至
780 奈米中分子束被雷射游離的光譜。圖九以圖例來說明質譜轉換成
光譜的過程，以對二苯胺的離子態 7a 1 訊號為例：(a) 至 (d) 為四次
不同波長雷射光掃描所得的質譜圖，分別為 762.20 nm 、762.32 nm 、
762.44 nm 和 762.64 nm ( 實際掃描時每一步移動 0.04 nm，在這邊為 了突顯訊號的變化，每一格一動了 3 步，即 0.12 nm )，我們將四張質 譜同一個飛行時間的離子訊號強度取出，以軟體轉換為在四個不同雷 射波長下的訊號強度。
此外，我們定期會對質譜進行校正，如圖十所示，我們以苯胺和 甲醇進行校正。由於甲醇容易與苯胺形成團簇，以不同比例混合(一 至五個甲醇)，在不同飛行時間上得到訊號 25.92、28.68、31.20、33.44、
35.52 和 37.48 微秒，對應不同的質量。我們必須先將飛行時間扣除 8 微秒 ( 在實驗條件中，訊號產生器 G 1 設定 D = C + 8μs，此 8 微秒 是從雷射游離的位置飛行到加速電場 U 2 及 U 3 所花的時間 )，得到從 加速電場至偵測器的飛行時間分別為 17.92、20.68、23.20、25.44、
27.52 和 29.48 微秒，以質量對飛行時間的平方作圖，以趨勢線的方
程式 m = at 2 + b 中的 a 和 b 值分別是 0.29183 和0.18157。
飛行時間 質量 飛行時間平方值
t m / z t2
苯胺 17.92 93 321.1264
苯胺 + 甲醇 20.68 125 427.6624
苯胺 + 甲醇 ( x 2 ) 23.2 157 538.24
苯胺 + 甲醇 ( x 3 ) 25.44 189 647.1936 苯胺 + 甲醇 ( x 4 ) 27.52 221 757.3504 苯胺 + 甲醇 ( x 5 ) 29.48 253 869.0704
