超冷铷分子的光缔合制备及光谱测量

发布时间：2020-05-22 03:23

【摘要】：近年来,科学家成功地使用激光冷却技术获得了超冷原子。特别是玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实现,为研究超冷温度下(温度低于1mK)的量子现象提供了可能,因此超冷物理引起了人们的广泛关注。相比超冷原子,超冷分子的内态能级更为丰富,外场操控也更为灵活。超冷分子在量子计算,超冷化学,分子的量子简并气体,基本物理常数测量,高精度分子光谱等方面均有重要应用。本文在已搭建的暗磁光阱实验平台系统基础上,运用光缔合技术,实现了超冷~(85)Rb分子的制备。采用高灵敏原子俘获损耗光谱技术观测到了超冷铷分子的O_u~+激发态,获得了相应电子态的振转光谱,同时对长程O_u~+态的光谱数据进行了分析,标定了对应分子态的振动量子数v,获得高精度的转动常数B_V,结合LRB模型,计算长程态的C_3系数,获得深束缚态的势能曲线。主要工作有:1.建立了用来获得碱金属Rb原子的暗磁光阱实验装置。搭建了饱和吸收谱装置并实现了激光频率的锁定,搭建暗磁光阱装置将超冷铷原子转移到最低超精细态。最终获得的铷原子数目约为2×10~8,温度为100μK,密度为3×10~(11)cm~(-3)。2.光缔合制备了超冷铷分子。利用光缔合技术,将暗磁光阱中的超冷铷原子制备得到长程铷分子,利用高分辨损耗光谱技术来获得距原子离解线-38cm~(-1)范围内的光谱数据,获得了对应O_u~+态的振转光谱,通过刚体模型拟合得到了相对应的转动常数。3.超冷铷分子O_u~+态的光谱分析。对Rb(5S_(1/2)+5P_(1/2))渐近线附近的O_u~+态数据进行了分析,应用里奥-伯恩斯坦(LeRoy-Bernstein)公式,确定了对应分子态的振动量子数,得到了更加精确的长程C_3系数,修正了相对应的势能曲线。
【图文】：

超冷铷分子的光缔合制备及光谱测量几部分组成：超高真空腔体、离子泵系统、Rb 源、真空计等。如图 3.3 所经过多次清洗和烘烤，在我们的系统中，，气室真空度维持在 3×10-7Pa；同为了减小离子泵杂散磁场对冷原子俘获影响，离子泵外围需增加坡莫合金进屏蔽。另一部分是缠绕在真空腔外表面的反亥姆霍兹线圈。线圈的磁场梯度 15G/cm。磁场线圈在通入电流后会产生大量热，温度升高，影响实验过程，线圈做作水冷处理，尽量保证磁场的稳定性。高纯度 Rb 原子源为阿法埃莎国)化学有限公司生产的金属单质，采用玻璃管封装。Rb 源纯度为 99.75%，约为 5g。

超冷铷分子的光缔合制备及光谱测量我们小组在 2008 年已经开展超冷85RbCs 分子的制备工作，采用的分子制备方法是光缔合(PA)。因此，我们首先需要制备超冷85Rb2。考虑分子的深束缚作用，超冷原子气体需要较高的原子密度与数目。在此基础上，可以采用光缔合技术使相互碰撞的原子形成分子，进而实现超冷85Rb2分子的探测。图 3.8 为铷分子的能级原理图。铷原子的初态为 Rb（5S）。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O561

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本文编号：2675360