在原子与分子的研究中,利用量子态进行分子的空间操控这一前沿课题是目前被广泛关注的热点之一。利用对分子的空间操控,实现分子的转动态选择、准直与取向,对原子与分子的相关实验具有积极重要的影响。量子操控后的分子体系被广泛的应用于电离解离、电子衍射、高次谐波产生等研究领域。分子的准直与取向可以在磁场、电场、激光场中实现,也可以将这几种场进行组合。所用方法不同,分子准直与取向的效果也各不相同。我们课题组使用的是转动态选择结合激光技术实现对分子的转动态选择、准直与取向,并进行相关分子的电离解离过程或光电子成像等实验。我们主要使用六极杆设备实现对分子进行转动态选择。为了提高实验装置性能,优化实验结果,本次我们对原有的六极设备进行了升级与改造。本文对其升级与改造过程及原理进行了详细介绍。首先是束源室,在原来的基础上加入了一段长为200mm的新腔体(即缓冲室)并配备了高性能的分子泵,以实现二级真空差分,优化分子束。在六极室,重新设计加工制作了三套长度相同,直径不同的可替换的六极杆装置,并在原有的基础上加长了六极杆的长度,增强了分子在六极杆中的作用距离。同时在六极杆中间以及六极装置尾端加入Beamstop,有效的遮挡掉了分子中某些不需要的转动态和一些受六极电场力作用力较小的分子,减少干扰达到优化实验条件的目的。并在保障腔体真空度的前提下,实现了在腔体外部对六极装置以及尾端Beamstop的多维调节,已达到整体装置的共轴校准。在探测室,加入一段长为200mm可拆卸的新腔体,这一具体数值由Simion软件模拟得出。延长探测腔的目的是为由探测电子成像转换成测量离子相关实验时使用,并在延长室下方配备高性能的分子泵,提高探测室真空度。最后,对实验腔体的整体支撑装置,进行了重新加工制作,变为可拆卸变动组装支撑装置,相比于之前的支撑改进后更便于对腔体进行维护。另一方面,在理论上我们完成了不对称陀螺分子转动波函数的构造,并计算了ab-混合型不对称陀螺分子(甲醇分子J≤3)不同转动能级的能量。也计算了甲醇分子(M≤2)所有转动态在均匀变化外场中,一阶斯塔克效应作用下的能量变化。结果表明:若只考虑一阶斯塔效应时|201>、|2-21>、|111>、|202>、|2-12>、|2-22>这些转动态在外场中有正向斯塔克效应,能够通过六极杆装置实现转动态选择与分子束聚焦。但是高压情况下二阶斯塔克效应不可忽略。