Rb蒸气中5S1/2→5P3/2激光激发的速度选择粒子数密度和饱和效应

论文摘要

由于半导体激光器的线宽远小于原子蒸气热运动所产生的多普勒线宽,使得许多研究可以采用速度选择激发。当以非均匀的多普勒加宽为主时,不同原子吸收单一频率的光的概率是不同的。也就是说,原子吸收光的概率与其速度有关。只有速度在很窄范围内的一群原子被激发到激发态。这些原子都有与入射光传播方向相同的速度分量。速度选择激发在饱和光谱学,线型研究,原子冷冻和速度变化碰撞方面都有很重要的应用。利用一步激发的饱和吸收光谱技术测量了激发态Rb(5P3/2)态的原子密度,在激光线宽远小于Doppler线宽条件下。在激光功率40μW至5mW的范围内,测量了吸收系数,得到了5P3/2态的速度选择布居数密度。通过Rb空心阴极灯发出的5D→5P3/2窄谱线的吸收测量,也可以测得5P3/2态的原子密度,二种测量方法所得结果符合得很好。约2%基态原子被单模半导体激光器激发到5P3/2态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 激光光谱学
• 1.1 激光光谱学发展概况
• 1.1.1 传统光谱学的建立与发展
• 1.1.2 激光光谱学的开端
• 1.2 高灵敏激光光谱技术
• 1.2.1 直接吸收光谱技术
• 1.2.2 调制光谱技术
• 1.2.3 腔增强吸收光谱技术
• 1.2.4 差分吸收及扫描平均技术
• 1.3 高分辨激光光谱技术
• 1.3.1 准直分子束光谱技术
• 1.3.2 饱和光谱技术
• 1.3.3 量子拍光谱技术
• 1.3.4 双光子无多普勒光谱技术
• 第二章 实验理论
• 2.1 碱金属原子的光谱理论
• 2.1.1 碱原子能级结构
• 2.1.2 光谱项符号
• 2.1.3 选择定则
• 2.2 荧光的速率方程理论
• 2.2.1 二能级速率方程
• 2.2.2 三能级速率方程
• 2.3 原子荧光分析理论（AFS）
• 2.3.1 原子荧光的产生及类型
• 2.3.2 荧光强度
• 2.4 饱和吸收光谱学方法
• 2.5 谱线加宽理论
• 2.5.1 自然加宽
• 2.5.2 多普勒加宽
• 2.5.3 碰撞展宽
• 2.5.4 共振加宽
• 第三章 实验仪器与测量方法
• 3.1 实验仪器简介
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 用激光感应荧光光谱方法测量发射线谱线强度
• 3.2.2 吸收系数和吸收轮廓
• 3.2.3 积分吸收系数及测量
• 3.2.4 利用检测激光探测激发态原子密度及空间分布
• 3.2.5 用等效宽度法测量基态或共振态原子密度
• 第四章 实验研究和结果分析
• 4.1 光学厚Rb蒸气界面附近后向荧光光谱研究
• 4.1.1 后向荧光光谱研究介绍
• 4.1.2 Rb激发态在玻璃表面的能量转移
• 4.1.3 实验装置与测量方法
• 4.1.4 实验结果与讨论
• 1/2→5P_3/2激光激发的速度选择粒子数密度和饱和效应'>4.2 Rb蒸气中5S_1/2→5P_3/2激光激发的速度选择粒子数密度和饱和效应
• 4.2.1 引言
• 4.2.2 理论分析
• 4.2.3 实验装置与测量方法
• 4.2.4 结果与讨论
• 结论
• 参考文献
• 在读期间发表论文清单
• 致谢