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本发明是一种多维可调的分子准直实验系统，包括光路系统和进样系统，其中光路系统包括激光器以及其他光学元件，激光器发出的入射光路依次通过两块半透半反光镜形成第一光路、第二光路和第三光路，其中第一光路依次通过倍频区、偏振调节器、联合调节系统后汇入出射光路，第二光路依次通过延迟调节平台、展宽镜、偏振调节器和光阑后汇入出射光路，第三光路依次通过延迟调节平台、倍频区、偏振调节器、联合调节系统后汇入出射光路，出射光路穿过进样系统的真空准直室射入吸光室，在真空准直室中出射光路与分子样品相互作用，分子样品则依次通过极低温恒温器、准备室和六极管射入真空准直室最终在速度成像系统上显示实验结果。