用共振激发延迟电离方法测定原子激发态的光电离截面

用两束脉冲激光,一束使原子共振激发,另一束使激发态原子电离,当电离光脉冲能量约达1J/cm~2时,可使电离饱和.测量被电离原子数的相对大小与电离光脉冲能量之间的函数关系,可以方便地得出原子激发态的光电离截面.延迟电离光至激发光脉冲结束后到达作用区,可以修正激发光对电离的贡献,并避免电离光引起的Stark位移对共振激发的影响.应用共振激发延迟电离方法测定了Cs原子7~2P_(3/2)态的光(λ=5320(?))电离截面,测量值σ_I=6.5×10~(-18)cm~2与Manson的计算值非常接近.     

光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究光子晶体中二能级原子的自发辐射。由于光的局域化以及缀饰态之间的量子相互作用 ,由局域场、传输场、弥散场组成的原子的辐射场发生变化 :随着激发态能级由禁带移往通带 ,发现局域场中的能量通过弥散场向传输场转移。当局域场和传输场共存时 ,激发态能级上的原子布居数的演化具有准振荡行为 ;当局域场和传输场不共存时 ,原子布居数的演化不具有准振荡行为。另外 ,激发态能级上的稳态原子布居数也发生改变。这些性质不仅依赖于原子的激发态能级ω1与光子频率能带边缘ωc 的相对位置δ,同时也依赖于光子晶体中带边缘的光子态密度 ρ(ωk) (或带边光滑参数ε)。     

离化态原子的激发态结构

本文根据相对论性自洽场理论,计算了原子序数从2到95的各种离化态原子激发态能级,从而总结了s,p,d,f和g通道的量子数亏损。阐明了量子数亏损随着原子序、电离度(或电子占有数)和电子轨道能量变化的规律。在此基础上可以建立离化态原子激发态量子数亏损数据库。 关键词：     

夫兰克-赫兹实验中的气体击穿现象与空间电荷影响

实验采用充汞夫兰克-赫兹管(F-H管)测定汞的第一激发态(6~3P_1态)电位。当_电子在加速场中所获得的能量小于原子第一激发态的能量时,电子与原子的碰撞只能是弹性碰撞,根据理论计算,碰撞后电子损失的动能与原有动能的比值为δ=4mM/(m+M)~2cos~2θ=4r/(1+k)~2cos~2θ(1)式中k=M/m为原子与电子的质量比,因k》1, δ_max=4k/(1+k)~2=4/k→0即弹性碰撞时,电子几乎不损失能量。而当电子在加速场中所获得的能量等于或大于原子某一激发态的能量时,原子将被激发,这时碰撞为非弹性碰撞,据计算     

非相对论性和相对论性原子组态相互作用理论——激发能量和辐射跃迁几率

我们建立的非相对论性和相对论性原子组态相互作用理论计算方法可用来计算低度激发态的激发能量和辐射跃迁几率(包括允许跃迁和禁戒跃迁)。为了检查我们的计算程序,分别用两种方法计算了氦原子N=2激发态的激发能和相应的辐射跃迁几率。结果表明:非相对论性理论和相对论性理论计算结果基本一致。原子激发能量的精度为千分之几,振子强度的精度为百分之几。上述原子组态相互作用理论方法可用于计算任何原子或离化态原子。 关键词：     

氦原子双电子激发态的辐射光谱

利用同步辐射高等光源激发氦原子测量了在能量范围63～66 eV的双电子激发态的真空紫外辐射光谱,给定了sp,2n+(n至26),sp,2n-(n至24)和2pnd(n至9)的氦原子双电子激发态能级位置,获得了一些对认识原子双电子激发态过程中辐射跃迁的影响有价值的结果.     

运用动态Lorentz库实现对激发态原子动力学特性的调控

从理论上讨论了运用动态的Lorentz库环境实现对处于激发态的两能级原子演化过程的调控.研究发现,Lorentz库环境的变化导致腔内电磁模式与腔外电磁模式之间相互作用,从而产生电磁模式密度重新分配;当库环境的变化频率和原子与环境之间交换能量的过程保持一致时可以实现相对稳定的相干性演化,衰减效应得到明显的抑制. 关键词： 动态库 激发态原子 量子调控     

锂原子低激发态能量的精细结构

利用变分原理，计算出锂原子(类锂离子)第一激发态能量，再用所得到的原子态波函数计算出LS耦合的第一激发态能级的精细结构，将计算结果与实验值比较，误差很小。     

产生于能量积聚效应的钠原子高激发态碰撞转移速率的功率效应

报道了用连续单模激光器将Na原子共振激发至3P态,观察到通过Na(3P)-Na(3P)能量积聚碰撞过程布居的高激发态荧光随激发光功率的变化关系。根据碰撞转移模型运用近似二能级系统下的速率方程对实验结果作了解释,理论分析与实验数据相结合得到了高激发态的碰撞转移速率k4D,k5P,k4P,k5S随激发光功率增长的变化特性。     

自旋-轨道耦合对磁性绝缘体磁光Kerr效应的影响

采用单原子能级跃迁模型,导出在同时考虑自旋交换劈裂和自旋轨道耦合时磁光Kerr旋转的微观表达式,并就四能级跃迁情况,研究了磁光效应随原子基态及激发态能级自旋轨道耦合常数的变化规律.结果表明:磁光Kerr旋转角与自旋轨道耦合劈裂能量不成正比;单原子能级自旋轨道耦合常数为正或中间激发态自旋轨道耦合常数为负时,有利于提高磁光Kerr旋转. 关键词： 磁光Kerr效应 自旋轨道耦合 线性响应核 劈裂     

弗兰克-赫芝实验曲线的峰间距

弗兰克-赫芝实验的装置原理如图1所示,图2是实验记录汞蒸汽的I_A-U_(CK)曲线,测出的蜂间距为4.9V,那么汞的最低激发态能量是否是4.9eV呢? 一、汞的最低激发态能量是4.67eV 汞在第一激发态的电子组态是6s6p,由于两个电子的相互作用(LS耦合)可以形成不同的原子态。汞的两个价电子分别为s电子和p电子,则s_1=s_2=1/2。l_1=0,l_2=1。则合成的自旋总角动量量子数S=0,1。合成的轨道总角动量量子数L=0,1。这两个L值的原子态分别记作S和P态。然后自旋总角动量和轨道总角动量合成原子的     

里德堡(Rydberg)原子

“里德堡原子”在文献中出现,只是近四、五年的事。随着原子物理理论与实验手段的进一步发展,对里德堡原子的研究越来越引起人们的注意,它已成为原子物理学一个必不可少的分支。 一、里德堡原子的结构和能级 原子体系的能量其主要部分是由主量子数n决定的(无论是简并或非简并情况)。高激发态原子,就称做里德堡原子。它的主量子数n,高达几十以至上百。自然界中处于这样高的激发态原子数目不多,主量子数n一般是几十。 对于处在高激发状态的氢原子即里德堡氢原子,玻尔(Bohr)氢原子模型给出了一个很好的近似。虽然这时主量子数n很大,原子核外部…     

一种推导二能级原子自发辐射方法

考虑真空涨落能量为负的特点,提出一个能够简洁描述原子与真空涨落相互作用的方程,得到原子处于激发态的概率随时间变化的关系,讨论了原子自发辐射的速率与真空涨落的强度的关系.     

藏在暗原子云中的光

正集体效应减缓了致密原子云中受激原子的衰减,研究者可以制备并操纵这一亚辐射态。坠落与升起相伴而行。当原子处于激发态,"坠落"意味着通过自发辐射光子而衰减。这种由真空涨落触发的辐射构成了不可避免的能量耗散,但可以通过集体效应将其减缓:如果原子间距小于光波波长时,辐射可能会变"暗",即相互阻止衰减到基态。     

激光光原子飞行时间谱——一种新的研究光离解过程的方法

光原子谱(PAS)是一种测量光离解过程产生的原子平动能的新方法。例如在光离解过程中(其中R为分子自由基),产生的H原子由共振双光子过程电离。利用飞行时间谱(TOF)测量H~+离子的平动能分布,由此可获得R基的内部能量分布。PAS法还可以发展来研究那些产生其它原子光碎片的光离解过程。     

激光光原子飞行时间谱——一种新的研究光离解过程的方法

光原子谱(PAS)是一种测量光离解过程产生的原子平动能的新方法。例如在光离解过程中(其中R为分子自由基),产生的H原子由共振双光子过程电离。利用飞行时间谱(TOF)测量H~+离子的平动能分布,由此可获得R基的内部能量分布。PAS法还可以发展来研究那些产生其它原子光碎片的光离解过程。     

冷原子系综内单集体激发态的相干操纵

原子系综内部分原子发生相干态转移后所处量子态被称为集体激发态.如果激发数目在单原子量级则被称为单激发态.在量子存储过程中,单光子以单激发态的形式在原子系综内进行存储.因此,研究单激发态的制备、演化、转化、干涉等过程是量子存储及其应用研究的关键.本文总结了近年来作者所在研究团队针对冷原子系综体系在此研究方向取得的若干成果.主要包括采用动量模式调控、三维光晶格等手段抑制单激发态的退相干,采用环形腔增强原子至光子的转化效率,发展基于拉曼光的单激发态相干转移技术,利用单量子态不同模式间干涉制备光与原子纠缠,利用里德伯阻塞机制提升纠缠制备效率等.此外,简要回顾了基于多个单激发态的量子中继及量子网络实验.     

观察玻色-爱因斯坦凝聚体的晶化

对于一团密集的处于激发态的二能级原子气体,Robert Dicke在1954年预言了一个非凡的现象--超辐射[1]:当每个原子独立地自发辐射光子时,这团原子是一个非相干辐射源的聚集体;但在特定的条件下,原子可以通过它们所辐射的光子而相干地相互作用,从而自发地和集体地辐射出相干的并且高度偏振的光.     

运用动态腔环境实现对原子自发辐射过程的调控

本文从理论上讨论了运用动态的腔环境实现对处于激发态的两能级原子自发辐射过程的调控.研究发现,周期性地改变与原子相互作用的腔环境导致电磁模式之间相互作用,产生电磁模式密度重新分配,并使得原子与腔环境之间的能量交换的频率以及能量耗散的速度发生改变;当腔环境的变化频率和原子、环境之间交换能量的过程保持相对一致时可以实现稳定的相干性演化,衰减效应受到显著的抑制,进而可以通过环境变化操纵相干态的演化. 关键词： 自发辐射 动态环境 量子调控     

单个原子中的量子跳跃

量子力学试图描述一个激发态原子在退激发过程中发射光子的自发辐射的动态过程.通常,由于在测量发光时收集到的是许多原子的发光,这些引人注目的量子效应往往变得模糊了.但是,在测量单个原子的荧光时,可以观察到这种量子效应.在原子发生“量子跳跃”时,荧光的突然“开”和“关”就是最近观察到的这种效应的一个例子. 1985年,Cook和Kimble[1]发现.对于具有“V”型结构的三能级系统(即两个激发态可以退激发到同一个基态的情况),如果其中有一个激发态自发辐射寿命很短,而另一个激发态自发辐射寿命很长.则这样的系统非常适合用来研究原子的光…