受激Raman谱中的宏观极化干涉

研究了Rb⁸⁵原子蒸气D1线系统中的受激Raman增益与损耗现象. 实验中观察到 随着抽运光失谐量的增大, 受激Raman谱明显地呈现出一个从增益到损耗的陡峭转变. 从缀饰态模型出发, 我们提出这是对探测光有相反贡献的不同速度原子群之间极化干涉的结果. 关键词： 受激Raman谱 电磁感应透明 极化干涉     

实现玻色-费米混合气体量子简并的四极Ioffe组合磁阱设计

四极Ioffe组合磁阱(QUIC磁阱)是由一对四极线圈和一个Ioffe线圈组合构成的一种Ioffe-Pritchard磁阱,它已广泛应用在囚禁中性原子和实现蒸发冷却原子的实验中.设计了两种不同结构的四极线圈和Ioffe线圈,并对其进行了相应的数值模拟和测试.通过比较获得了一种参数优化的QUIC磁阱,这为QUIC磁阱线圈的优化设计提供了参考.最后在优化的QUIC磁阱中,采用射频蒸发冷却俘获⁸⁷Rb原子,实现了⁸⁷Rb原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚,同时采用“共同冷却 关键词： 四极线圈 Ioffe线圈 四极Ioffe线圈组合磁阱 原子冷却     

低气压下CuBr激光的光谱结构

综合考虑能级精细结构和同位素分裂等因素，计算了铜原子511nm和578nm自发跃迁谱线的光谱结构.设计制作了可周期更换缓冲气体封闭运转的CuBr激光器，测量了低气压下以氖气为缓冲气体的CuBr激光器的511nm和578nm激光谱线在不同工作温度和激励电压时的光谱结构.结果表明铜原子511nm和578nm谱线的自发辐射光谱和激光光谱具有类似的多峰结构，但578nm激光光谱线形与工作温度和激励电压密切相关，对实验结果做了定性分析.     

在受约束的原子反弹运动条件下的光放大和自组织现象

作为经典的集体原子反弹激光(CARL)的一种推广,同时为了获得高增益的连续激光输出,我们研究了当在CARL模型中引入对原子外部运动自由度的约束机制时光的放大和大量原子的合作行为.具体研究了在简谐振子Trap阱中原子的反弹运动与激光运转的关系,得到了系统的高增益泵浦条件和规则分立的增益谱结构.在简谐势中,泵浦场通过不断对原子运动谐振模的激发,使光场在某种共振条件下得到强烈地放大.我们通过对原子增益谱的分析,说明了这种分立增益谱形成的内在原因,发现在共振条件下,伴随着光放大,原子运动轨道在相空间中产生劈裂,这是起源于大量原子在相空间中合作运动而产生的另一种自组织现象,它类似于经典CARL模型中原子在自由空间自发形成的周期密度结构.我们将上述现象与Kuramoto模型中的多体耦合谐振子的合作效应做了比较.     

Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高. 关键词： 纳米Ag薄膜 共振吸收 表面增强Raman散射 介电常数     

费米6Li冷原子装载动力学的研究

我们用简单的系统实现了6 Li费米原子的冷却及俘获,研究了磁光阱中冷原子的装载动力学.由于其质量小和反冲动量大等特点,装载、冷却及俘获过程和其他的碱金属原子具有极大的不同.我们测量了装载率、单体碰撞损失率和原子数与温度的关系.基于气体动能和原子碰撞散射的理论计算来解释实验的测量结果.实现的长寿命6Li冷原子对将来研究超冷费米原子的量子简并及其强相互作用具有重要的意义.     

气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响

环境气体的压强对激光诱导等离子体特性有重要影响.基于发射光谱法开展了气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性影响的研究,探讨了气体压强对空气等离子体发射光谱强度、电子温度和电子密度的影响.实验结果表明,在10-100 kPa空气压强条件下,空气等离子体发射光谱中的线状光谱和连续光谱依赖于气体压强变化,且原子谱线和离子谱线强度随气体压强的变化有明显差别.随着空气压强增大,激光击穿作用区域的空气密度增加,造成激光诱导击穿空气几率升高,从而等离子体辐射光谱强度增大.空气等离子体膨胀区域空气的约束作用,增加了等离子体内粒子间的碰撞几率以及能量交换几率,并且使离子-电子-原子的三体复合几率增加,因此造成原子谱线OⅠ777.2 nm与NⅠ821.6 nm谱线强度随着气体压强增大而增大,在80 kPa时谱线强度最高,随后谱线强度缓慢降低.而离子谱线N Ⅱ 500.5 nm谱线强度在40 kPa时达到最大值,气体压强大于40 kPa后,谱线强度随压强增加而逐渐降低.空气等离子体电子密度均随压强升高而增大,在80 kPa后增长速度变缓.等离子体电子温度在30 kPa时达到最大值,气体压强大于30 kPa后,等离子体电子温度逐渐降低.研究结果可为不同海拔高度的激光诱导空气等离子体特性的研究提供重要实验基础,为今后激光大气传输、大气组成分析提供重要的技术支持.     

基于简并四波混频的双信道双频段增益谱

基于大规模光通信中频分复用的需求,本文以热原子的简并四波混频为模型,研究了具有双频段特性的双信道增益光谱.一束缀饰场诱导激发态能级发生分裂,由于量子干涉效应,四波混频信号的增益在双光子共振处被抑制,从而使增益谱线的包络由单频段转变为"M"型的双频段结构.同时,缀饰场还提高了相干基态的原子布居,进一步增强了四波混频信号的强度.最终实验上在铯原子气室内获得了一对具备双频段的双信道高增益光谱,并通过调节缀饰场的强度和频率失谐,实现了对双增益峰频率间隔的有效操控.     

群论在H2分子受激喇曼散射中的应用

本文利用U(4)群代数描述双原子分子振转谱的对称性质,利用群论计算了H_2分子受激喇曼散射跃迁矩阵元,绘出了受喇曼散射的截面与增益系数,较好地与实验结果符合.     

反式乙烯基联吡啶表面增强拉曼光谱的密度泛函理论研究

反式乙烯基联吡啶具有极好的拉曼散射信号,经常用做探针分子.利用密度泛函理论(DFT)理论,采用BP86,BPw91和B3LYP等方法,Ag原子使用赝式基组,H,C,N等原子使用6-31+ +G(d,p)基组,计算了反式乙烯基联吡啶与银配合物(t-BPE-Ag)的Raman光谱,并且利用势能分布(PED)计算结果对t-BPE分子Raman光谱和SERS谱进行了详细的归属,DFT理论得到结果说明根据DFT理论计算t-BPE-Ag配合物得到的Raman光谱与实验SERS谱基本一致,并且键连Ag原子越多,与实验值会更接近,t-BPE-Ag配合物HOMO与LUMO的能级差估计在449～912 nm范围内.     

高保偏光纤前方受激拉曼散射光谱特性的研究

系统的研究了石英系高保偏双折射光纤的受激拉曼光谱的特性,给出了七级斯托克斯谱和一级反斯托克斯谱.测试了各级拉曼谱的阈值、谱宽和拉曼增益，分析了形成各级拉曼谱的能量转移机理.     

克尔介质中双原子与场拉曼作用系统的腔场谱

研究了含克尔介质腔中两个耦合二能级原子与双模光场拉曼相互作用过程的腔场谱。通过求解本征方程导出了腔场谱的计算公式,给出了双模初始光场均处于数态时的数值计算结果。发现在两模初始场均为弱场时,克尔效应不仅使峰位右移,还使峰的强度、个数和频率发生改变,破坏峰结构的对称性。在克尔效应较强时,原子之间的耦合对腔场的影响被抑制,谱结构主要由克尔效应决定。在强场条件下,无克尔介质加入时,原子间的耦合作用使各峰的强度都得到加强;随克尔效应的增强,靠近中心频率的主峰迅速增长并很快达到饱和,而远离中心频率的边峰则被抑制并产生劈裂。     

Transmission and reflection spectra of a photonic crystal with a Raman defects

Features of Raman gain of probe radiation in three-level atoms placed in a defect of a one-dimensional photonic crystal in the presence of laser radiation (pump) at an adjacent high-frequency transition have been theoretically investigated. It has been shown that there is a pump intensity range where narrow peaks (resonances) simultaneously appear in the transmission and reflection spectra of the probe field. Beyond this region, the peak in the transmission spectrum is transformed to a narrow dip. The spectral position of these peaks is determined by the Raman resonance and the transmittance and reflectance can be larger than unity at pump intensities from several microwatts per square centimeter to several tens of milliwatts per square centimeter. The nature of narrow peaks is due to a sharp dispersion of a nonlinear refractive index near the Raman resonance; this dispersion is responsible for a strong decrease in the group velocity of probe radiation. The proposed scheme makes it possible to obtain controlled ultranarrow resonances in the transmission and reflection spectra of the photonic crystal.     

宝石级钠沸石的振动光谱表征

国际珠宝交易市场上最近出现了一批价值不菲的无色透明的宝石级钠沸石刻面成品,为提供快速区分其与仿制品材料的依据,文章通过红外光谱和拉曼光谱对三颗钠沸石样品的振动光谱进行了研究。结果表明, 其红外光谱主要表现为：4 000～1 200 cm-1的吸收峰是结构中水导致的吸收;1 200～600 cm-1 的强吸收与TO₄四面体的内部T—O(T为Si或Al)的反对称和对称伸缩振动有关。拉曼光谱散射峰主要分布在300～600和700～1 200 cm-1两个区间。300～360 cm-1处较弱强度的拉曼散射峰是由于结构中水分子所导致。482 cm-1处中等强度的峰归属于硅氧四面体内部由于变形导致的拉曼位移。726 cm-1处的拉曼散射峰归属于Al—O的伸缩振动;974,1 038,1 084 cm-1的三处拉曼散射峰都是Si—O的伸缩振动导致的拉曼位移。     

Raman analysis of defects in n-type 4H-SiC

This paper employs micro-Raman technique for detailed analysis of the defects (both inside and outside) in bulk 4H-SiC. The main peaks of the first-order Raman spectrum obtained in the centre of defect agree well with those of perfect bulk 4H-SiC, which indicate that there is no parasitic polytype in the round pit and the hexagonal defect. Four electronic Raman scattering peaks from nitrogen defect levels are observed in the round pit (395\,cm$^{-1}$, 526\,cm$^{-1}$, 572\,cm$^{-1}$, and 635\,cm$^{-1})$, but cannot be found in the spectra of hexagonal defect. The theoretical analysis of the longitudinal optical plasmon--phonon coupled mode line shape indicates the nonuniformity of nitrogen distribution between the hexagonal defect and the outer area in 4H-SiC. The second-order Raman features of the defects in bulk 4H-SiC are well-defined using the selection rules for second-order scattering in wurtzite structure and compared with that in the free defect zone.     

拉曼光谱与拉曼效应的量子模型结构分析

散射光谱这种新谱线对应于散射分子中能级的跃迁,为研究分子结构提供了一种重要手段,引起学术界极大兴趣,拉曼也因此荣获1930年诺贝尔物理学奖。并称这种谱线为拉曼光谱。介绍了拉曼光谱的基本原理、拉曼光谱的应用以及其发展,由于拉曼光谱非常弱,实验要求比较高,最后介绍了实验仪器及利用拉曼光谱研究分子的结构。     

Three-dimensional photon confinement in a spherical microcavity with CdTe quantum dots: Raman spectroscopy

We have studied the Raman spectra of a system consisting of a polystyrene latex microsphere coated by CdTe colloidal quantum dots. The cavity-induced enhancement of the Raman scattering allows the observation of Raman spectra from only one CdTe monolayer. Periodic structure with very narrow peaks in the Raman spectra of a single microsphere was detected both in Stokes and anti-Stokes spectral regions, arising from the coupling between the emission from quantum dots and spherical cavity modes.     

1,4-萘醌的太赫兹,远红外及低频拉曼光谱研究

本文对1,4-萘醌进行了太赫兹时域光谱,远红外吸收光谱及低频拉曼散射谱的测试研究。1,4-萘醌的太赫兹吸收光谱与远红外谱仪测得的光谱取得了在1.75 THz(58.3 cm-1)/1.63 THz(54.3 cm-1)等处吸收峰位基本相同、两者相互佐证和补充的结果。将太赫兹和远红外吸收谱与低频拉曼散射谱进行比较,表明两种选择机制不同的光谱在1.04,1.72和4.59 THz等处的峰位基本重合,结合群论的不可约表示理论分析,表明该样品在低频波段具有拉曼活性和红外活性的振动属性(A1、B1或B2)。采用Gaussi-an03软件的密度泛函理论B3LYP函数和6-311基组模拟单分子红外与拉曼光谱,结合实验分析,对部分分子基团或原子振转模式给与了指认。     

两原子与双模腔场喇曼相互作用(g1≠g2)的辐射谱

研究了两个有效双能级原子与双模腔场具有不同耦合常数(g₁≠g₂)时通过喇曼相互作用的辐射谱,详细讨论了双模腔场分别处于不同数态时的情形,发现其辐射谱具有如下新特点:当模1腔场处于真空态,模2腔场处于弱场中时,随着R=g₂/g₁的增加,辐射谱交替出现对称的10峰、6峰结构,与单模双原子情形相比较,更为灵敏地反映出两原子与腔场间不同的喇曼相互作用强度;当模1腔场处于真空态、模2腔场处于强场中时,0相似文献   

非共振耗散腔耦合系统的发射光谱

研究了非共振耗散二能级双原子与双单模腔耦合系统发射光谱的性质。探讨了原子和腔场之间的失谐、腔场衰减率及原子失相对该系统发射光谱的影响。结果表明,体系的腔场谱呈现出三重峰结构,原子发射谱呈现出二重峰结构。非共振情况时,腔场谱和原子发射谱的图像皆为非对称图像。在原子与腔场失谐时,与共振情况相比,峰位发生了明显的漂移,且中峰明显增大。增大腔场与原子的失谐,会引起边峰向低频段漂移,并改变其光谱强度;增大原子与腔场的失谐,可以使光谱整体向低频段漂移,并改变其所有峰的光谱强度。随着腔场衰减率的增大,共振情况下,会导致边峰的强度减小;失谐情况下,会导致所有峰的强度均减小。随着原子失相的增大,共振或失谐情况下,会使光谱所有峰的强度均减小。