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植物的光合作用、臭氧层的形成和保持、视觉过程等都与分子电子激发态的能量转移有关。分子吸收紫外光子跃迁至电子激发态，它会自发地或借助外界因素耗散自身携带的能量而发生衰变。分子电子激发态的衰变机制有辐射(荧光、磷光)和无辐射两种。无辐射机制又分为物理过程(内转换和系间交叉)和化学过程(光解离、异构化等)。卤代芳香烃分子在化学合成、环境保护、学术问题的研究等方面具有重要意义。重原子(如溴)取代效应会增强自旋.轨道耦合作用而加快芳香烃分子系间交叉的速率。本文从动力学角度，利用时间分辨的光电子影像技术重点研究卤代芳香烃分子电子激发态衰变的无辐射机制。光电子影像能够反映分子轨道和核的振动、转动，结合时间分辨的泵浦.探测技术可以探测它们的随时间的演化。利用离子速度影像技术可探测分子光解离中相关联的量，获得丰富的动力学信息。
本文的内容分为两部分：
第一部分利用离子速度影像技术，研究了邻溴甲苯分子的紫外光解动力学。光解离产物溴原子的平动能分布表明该分子具有两个解离通道：快通道和慢通道。束缚性单重激发态与排斥性三重激发态之间的系间交叉引起的预解离，为快通道的产生机理。慢通道的各向异性参数接近零，由此证实单重激发态内转换到基态的高振动激发态而引起的热解离为该通道的产生机理。由解离产物溴原子的量子产率得知，邻溴甲苯光解离主要产物为基态溴原子。
第二部分利用时间分辨的光电子影像技术，研究了邻溴氟苯和对溴氟苯的超快动力学。首先研究邻溴氟苯分子的超快过程。光电子动能分布和角度分布表明该分子的电离过程受到里德堡态的影响。该分子第一激发单重态S1(A)和第二激发三重态T2(A)的衰变寿命分别为38ps和27ps。S1(A)和T2(A)态的衰变机理分别为预解离和隧穿解离。光电子角度分布随泵浦一探测延迟时间的变化反映了该分子的转动相干效应。本文进一步选择对称性较高的对溴氟苯分子，研究其转动相干效应和系间交叉过程。观察到较为明显的转动相干效应，并结合转动相干谱理论做了合理的解释。对溴氟苯第一激发单重态S1(B2)和第一激发三重态T1(B2)的衰变寿命分别为40ps和33ps。S1(B2)态衰变的机理系间交叉和预解离。T1(B2)态衰变的机理为隧穿解离。该分子电离过程受到(1+1)光子能量处四个里德堡态的影响。这四个态的主量子数为3，量子亏损分别为0.75，0.52，0.36和～0。