锰原子的二步多光子与三步三光子共振电离研究

激光共振电离技术是痕量分析中的重要手段之一。文章以速率方程理论为基础,对锰原子的激光共振电离过程进行了分析,讨论了电离过程中各级激发光功率密度及激光作用时间对电离效率的影响;提出了根据所要求的电离效率和激光作用时间计算所需要的各激发光或电离激光的功率密度的方法;得到了饱和激发或饱和电离的规律及阈值条件。研究发现,在激光作用时间为10 ns时,锰原子饱和电离的激光强度阈值基本都在108 W·cm-2的量级,只有“1+1”双色双共振低三个量级;而“1+1”和“1+1+1”饱和激发的激光强度阈值则在102～103 W·cm-2量级;并且随着激光作用时间的增加,各过程的饱和激发和饱和电离的激光强度阈值将单调减少。     

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.     

银原子激光共振电离研究

用Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行银原子三步共振电离，求解了非饱和共振过程速率方程，计算出基态和激发态共振吸收截面，给出电离效率分别与激光电离速率以及作用时间的变化关系，得到饱和激发电离的流量条件和通量条件，并进行了分析讨论。     

钾原子激光共振电离研究

用Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行钾原子三步共振电离研究。求解了非饱和共振过程速率方程，计算出基态和激发态的共振吸收截面；给出电离效率分别与各激发速率、电离速率以及作用时间的变化关系；得出饱和激发电离的流量条件和通量条件，并进行了讨论。     

激光共振电离铝原子研究

就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行铝原子三步共振电离。求解了非饱和共振过程速率方程，并获得解析解。在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态吸收截面，给出电离效率分别与激发电离速率以及作用时间的关系，得到饱和激发电离的流量条件和通量条件等，并进行了讨论     

镓原子激光共振电离研究

就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行镓原子三步共振电离。求解了非饱和共振过程的速率方程，并获得解析解；在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态的吸收截面，给出电离效率分别与激发电离速率以及作用时间的变化关系，得到饱和激发电离的流量条件和通量条件等。并进行了讨论。     

钠原子激光共振电离（LRI）跃迁及其电离效率

本文就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行钠原子三步共振激光发电离，求解了非饱和共振过程的速率方程。在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态的共振吸收截面，给出电离效率分别与二步激发速率，电离率速率以及作用时间的变化关系，得出饱和激发电离的流量条件和通量条件等，并进行了一系列讨论。     

原子多步电离过程中激光功率配置理论研究

从速率方程出发,从理论上研究了原子多步电离过程中激发和电离激光的功率密度合理配置问题.对典型三步三光子电离过程的计算结果表明:在总泵浦激光功率一定条件下,存在一个最佳的激光功率分配方式,这个最佳激光功率分配对应着最高的原子电离几率.给出的结果与以往从饱和激发条件得出结果有很大不同.这里所采用的方法可以推广到更复杂的原子多步激发电离情形.     

锂原子的光激发和电场电离

对处于25P Rydberg态的锂原子进行了电场电离的理论研究。采用三步共振激发技术,沿2S1/2—2P3/2—3D3/2—25P的激发路径,使锂原子在25P Rydberg态上布居,再施加脉冲电场使其电离。针对上述光激发+场电离过程所涉及的各个原子态的粒子布居,建立起速率方程组,再通过拉普拉斯变换方法推导出各个态的粒子布居率和电离效率的解析表达式,以便对各个阶段的物理机理和特性进行理论分析。通过用Matlab语言自编的计算软件,不但定量分析了不同激光参数对光激发过程的影响,还研究了脉冲电场的参数对原子电离率的影响。研究表明,在本激发路径下,难以显著提高对25P Rydberg态的光激发效率,因而限制了电场电离的总体效率。     

激光共振电离过程中铅同位素歧视效应研究

以速率方程为基础,通过数值模拟方法,对Pb的激光共振电离通道：“6s26p2 3P0—6s26p7s 3P0₁—电离”的激光诱导同位素歧视效应进行了研究,以探讨减小激光诱导歧视效应,准确测定Pb同位素比值的有效途径。通过考虑激光线型、原子吸收谱线线型、同位素位移及同位素超精细结构等因素的影响,对速率方程进行近似。在近似的速率方程基础上,以“1+1”激光共振电离过程为例,进而探讨激光峰值功率密度、带宽和中心波长对Pb的同位素歧视效应的影响。研究结果表明,利用最佳波长法,可基本消除同位素歧视效应的影响;提高激发光光强可使Pb同位素饱和电离,从而消除同位素歧视效应的影响;采用宽带激光激发,可减小同位素歧视效应的影响。     

光谱学 激光光谱学

O433．54 2005031677 饱和激发情况下的荧光关联谱测量=Fluorescence corre- lation spectroscopy with saturated excitation[刊,中]／丁建 英(清华大学物理系,原子分子纳米科学教育部重点实验 室．北京(100084)),陈波…∥物理学报．-2004,53 (8)．-2503-2508 研究了激发光谱增强时其对荧光关联谱(FCS)测量的 影响。强激发光产生的饱和激发会改变激光诱导荧光的 空间分布函数,从而影响FCS的测量结果。首先根据饱和 吸收的物理模型,推导出强激发光情况下有效探测区域变     

铁、铬、钒原子激发态的光电离截面

这篇文章分别在278~288 nm、335~361 nm、300~310 nm激光波长范围内分别报道过渡金属中的铁原子、铬原子和钒原子的共振增强多光子电离(REMPI)的实验结果. 实验中采用激光烧蚀和分子束相结合的技术制备金属原子.光离子产物由飞行时间质谱仪检测.根据共振电离离子信号对探测激光功率的依赖关系,得到原子激发态的光电离截面值.     

铁、铬、钒原子激发态的光电离截面

这篇文章分别在278～288nm、335～361nm、300～310nm激光波长范围内分别报道过渡金属中的铁原子、铬原子和钒原子的共振增强多光子电离(REMPI)的实验结果.实验中采用激光烧蚀和分子束相结合的技术制备金属原子.光离子产物由飞行时间质谱仪检测.根据共振电离离子信号对探测激光功率的依赖关系,得到原子激发态的光电离截面值.     

(1+2+1)双共振多光子电离概率的理论研究

共振增强多光子电离光谱技术已成为研究原子、分子高激发态能级结构的重要方法。运用光和物质相互作用的速率方程理论,推导出四能级物质系统1+2+1双共振增强多光子电离概率的解析表达式,以此为基础,理论模拟了电离概率随激发光强、激光脉冲宽度和碰撞弛豫速率的变化,发现在1+2+1多光子电离机制中,电离概率随光强的增加而增大,继而出现单步、双步激发饱和的现象,直至饱和值1;继续增大光强,电离概率将围绕饱和值1窄幅振荡,振荡幅度随光强增加而增大。随激光脉冲宽度的增大,电离概率从零开始逐渐增大直至饱和值1。而随碰撞弛豫速率的增大电离概率以线性规律减小。     

少数铯原子的选择性激光探测

本文报道了用激光选择性探测少数约原子的共振双光子电离实验,铯原子的光电离达到了完全饱和,每一个激光脉冲探测到的原子数为5.3×10~4。使用一台可调频染料激光器完成了铯原子的共振双光子电离,第一个光子使Cs原子从基态6~2S_(1/2)激发到7~2P_(1/2)能级,第二个光子使Cs原子离化。本实验采用自建的消融灯泵浦的脉冲染料激光强迫振荡器,输出线宽为0.5(?),波长4593(?),能量为300mJ,脉宽2μs,激光束被聚焦到原子束池中,能量密度始终保持大于1J/cm~2,电离后的离子电子对由静电计检测。为了与实验值比较,假设对一个简易的计算模型进行了理论计算,实验值与理论值很好地符合。     

钠原子第一激发态的非共振发射谱

一、引 言 这里的非共振发射谱是来源于碰撞引起的激发态精细结构之间的能量转移.对Na的第一激发态就是 Na(32P3/2)+X 　 Na(32P1/2)+X+　E(1)其中X是具有一定动能的碰撞原子,△E是3P态精细结构分裂能量。 精细结构之间的能量转移过程的研究不仅对于了解原子之间相互作用的机制有重要作用,而且很有实际意义.例如,最近Gelhwachs等人[1]把饱和光学非共振发射谱用于Na的单原子检测得到了相当好的结果. 我们利用Ar+激光泵浦的连续染料激光器对Na原子的D1,D2线分别进行选择性激发.观察了共振及非共振荧光.研究了它们随激发光强、Na原子密…     

CS_2分子激发态的紫外多光子电离——双色激光单共振离化的功率密度关系

本文报道气相CS_2紫外双色激光单共振离化的功率密度关系和对高激发态(1~Ⅱg),共振离化特性的研究结果,实验指出通过中间共振态(1~Ⅱ_g)的双光子共振激发三光子离化具有比通过中间共振态((?)A_2)的单光子共振激发三光子离子为高的总离化率,在10~7W/cm~2的功率密度下,观察到饱和效应.实验显示了双色激光单共振离化功率密度关系的研究提供了一种新的光谱学分析方法.这对研究分子高激发态的结构是很重要的.     

铜原子的二步三光子共振电离

本文研究了适合于共振激光消融质谱的铜原子的二步三光子共振电离过程。在较严格的条件下求解了该过程的速率方程,并分析了在脉冲激光作用下共振电离信号的探讨效率,以及影响电离效率的光通量等各种因素。本文的计算方法具有普适性,而其理论结果对于共振激光消融的实验研究具有指导意义。     

碱金属原子的光激发与光电离

本文研究了碱金属原子在三步激光脉冲作用下的光激发和光电离过程的动力学特性, 重点关注和比较了锂和铯原子的异同. 针对多种激发模式, 本文不但建立了其原子布居数在各个跃迁态的速率方程组, 还给出了各相关态的光激发和光电离过程的解析解. 通过精心设计并选择了特殊情况, 显著简化了解析解的数学表达式, 从而凸显和讨论了其物理内涵. 通过自行编程, 系统地计算和观察了各种激发模式对锂原子的光激发和光电离过程的可能影响, 研究和讨论了电离率随激光参数的变化规律. 在相同激发模式下, 比较和分析了采用两种不同激发路径所导致的各态原子布居率的变化, 凸显了改变原子参数所产生的作用. 探讨了锂和铯原子在类似的激发条件下在电离率方面的差别. 最后, 基于本文的研究结果, 本文指出了优化电离率的多种途径.     

Ar?NO团簇的同步辐射光电离研究

利用国家同步辐射实验室合肥光源的真空紫外同步辐射，使NO分子和Ar原子混合物的超声分子束发生光电离，测量了Ar，NO和异类团簇Ar·NO的光电离效率谱. 在谱中，在与Ar原子的共振线对应的能量区域(11.5—12.0 eV)观察到一个强的类共振结构. 这个结果表明，在异类团簇Ar·NO的内部，稀有气体Ar原子的激发能转移到与它接触的分子NO上，使分子NO发生电离. 关键词： Ar·NO团簇 同步辐射 光电离 能量转移