超冷钠铯分子的光缔合制备与A 1 Σ + 态光谱测量

发布时间：2021-01-01 19:57

　　最近二十多年来,与超冷分子有关的研究引起了科学家们的极大兴趣,特别是超冷异核极性分子,由于其具有永久固有电偶极矩和各项异性长程偶极-偶极相互作用,使其优于中性超冷原子和超冷同核分子,关于异核极性分子的研究逐渐应用到了精密测量、多体量子体系的模拟仿真、超冷化学和量子信息处理等热点研究当中。当前,制备超冷分子常用的方法是超冷原子的光缔合技术,该方法不仅可以简单有效地完成分子的制备,在实验中结合调制解调的俘获损耗光谱技术,还可获得相应分子态超精细结构高分辨光谱。通过对光谱的详细分析,可以得到相应的束缚能数据,进而通过拟合获得该电子态的长程分子系数以及势能曲线,从而更深入地掌握分子内部结构,为振转基态分子的制备提供理论基础。本文介绍了光缔合制备超冷极性钠铯分子的实验过程以及高分辨率振转光谱的探测,基于此对光谱数据进行了详细的分析,通过特定算法将光谱数据与理论模型进行拟合,得到分子长程态的分子系数,利用双原子分子的势能曲线模型,得到了分子长程态的经验势能曲线。本文主要工作可以概括成三方面:1.以钠原子与铯原子的冷却与俘获为起点,建立了完整的实验光路系统、真空系统、光缔合实验系统以及高灵敏探测系统... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

费氏巴赫共振原理示意图

早在原子冷却与俘获实验实现后不久便被提出，随后在实验上获得成功。光缔合过程如图1.2 所示[33]。图 1.2 光缔合过程示意图。图中两条势能曲线，都是两原子核间距 R 的函数。标记为“PA”的向上的箭头表示的是光缔合跃迁，标记为“decay”的向下虚线箭头表示由激发态的辐射衰退。如图所示，由于辐射衰退将会产生两个能量高于初始碰撞原子对的自由原子，向更低能量或者相同能量的原子或者束缚态的分子的跃迁也是有可能的。其中 Eat3

国物理学家 T. Hansch和美国物理学家 A. Schalow在 1975年提出了用激光来冷却中性原子的设想[47]。从动量角度的本质上讲，激光冷却中性原子的根本原因，是原子与光子在相互作用中降低了原子的动量；从能量角度的本质上讲，是原子在与激光场相互作用的过程中原子动能被降低的结果。为直观地理解激光冷却的基本原理，我们可以用一维方向上激光与原子的相互作用来作解释。如图 2.1 所示[48]，一维情况下激光与原子的相互作用，可以从能量的角度去描述。当采用一束频率为 νL、负失谐量为△的激光照射一个理想的二能级原子系统时，多普勒效应让原子感受到的激光频率等于理想原子上下能级的跃迁频率，这个过程光子就会被原子强烈吸收，原子从基态 EB跃迁到激发态 EA。之后，由于原子的自发辐射，会向外界辐射一个与基态和激发态共振跃迁频率 νAB相等的光子，在这里存在关系 νAB= νL+ △，因此原子向外界辐射的能量，大于原子从激光场中吸收的光子能量，最终降低了原子的动能。

【参考文献】：
博士论文
[1]超冷铯分子的高灵敏光谱研究[D]. 马杰.山西大学 2009



本文编号：2951899