超冷铷铯分子的跃迁电偶极矩测量

发布时间：2020-06-07 08:39

【摘要】：超冷极性分子具有各向异性的长程偶极—偶极相互作用,在量子模拟、量子计算、超冷化学、精密测量,强相互作用的多体物理等方面具有重要作用。基态超冷极性分子的制备是实现上述研究的基础和关键,其中基于超冷原子的光缔合和磁缔合技术是目前制备超冷分子常用的技术手段。跃迁电偶极矩代表了原子分子的初态和末态之间的跃迁强度,在制备分子的过程中选择耦合强度最大的分子能级可以有效增加分子产率,因此测量超冷极性分子的跃迁电偶极矩非常重要。本文基于超冷原子的短程光缔合技术,实现了超冷RbCs分子X1Σ+(v=0,J=1)振转态的制备,利用损耗光谱技术测量了 RbCs分子基态X1Σ+v=0,J=1)与激发态23П0+(v=10,J=2)、21П1(v=22,J=2)态之间的跃迁电偶极矩。本文使用的方法可以用于寻找更多与分子基态有强耦合的分子激发态,为实现散射原子态到深束缚分子态的直接受激拉曼绝热转移奠定基础,也可以应用到其它种类的原子分子体系。本文的主要工作概括如下:一、以超冷原子样品为基础,通过23П0-(v=11,J=0)短程分子态制备了X1Σ+(v=0)最低振动态的RbCs分子;使用一束651.8 nm的脉冲电离激光,实现了基单态RbCs分子振动能级分辨的探测。二、制作了一台外腔半导体激光器,利用电流-电压耦合反馈电路使激光器的可调谐范围由2.5 GHz增加到4.15 GHz;通过损耗光谱技术实现了基态RbCs分子转动分辨的探测。三、通过测量损耗光谱的半高全宽与损耗激光功率的关系,得到了 23П0+(v=10,J=2)、21П1(v=22,J=2)分子态的自然线宽;通过测量损耗率随损耗激光功率以及作用时间的变化关系,并结合二能级系统的经典吸收公式,得到了分子激发态23П0+(v=10,J=2)、21П1(v=22,J=2)与分子基态X1Σ+(v=0,J=1)的跃迁电偶极矩。
【图文】：

过程图,光缔合,过程

图 1.1 光缔合过程子的方法在实验上极易操控，而且可以实现分子的只需要～100 μK，需要指出的是衰减过程是自发辐射振转态，而不是单一的分子态。子散射态和最后的分子基态，，都与同一个分子激发满足选择定则且波函数重叠比较大，人们可以直接 0)最低振动态，甚至是最低振转态的超冷分子,这一合并不那么简单，刚开始这种振动基态分子的直接光]，之后出现了关于其它分子种类的报道，比如：NaC成原子有多种选择，我们研究组选取的是 Rb 和 Cs过程使用的激光器处于可见光或者近红外光波段，原子都具有相对较大的超精细分裂，因此使用暗磁相对容易[32]。此外，RbCs 在化学上是稳定的，可以

势能曲线,势能曲线,电子态,分子

图 2.1 RbCs 分子中最低电子态的势能曲线[35]。耦合情况bCs 分子中，任何对洪德耦合情况的讨论都涉及到各种角动量，所总结了角动量的类型和对应的符号。表 2.1: 原子和分子的各种角动量的符号以及取值原子分子角动量名称符号取值符号取值轨道角动量 L S, P, D, F Λ Σ, Π, , Φ…自旋角动量 S 0, 1/2, 1… Σ 0, 1/2, 1…总角动量 J 0, 1/2, 1… Ω 0, ±1/2, ±1…量子态2S+1LJ2S+1Λ 自由度多于原子自由度，相应的量子数也会增加。当组成分子的分子量子数可以被精确地确定。根据分子哈密顿量中哪些项被充
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O561

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