原子能级与共振时间量子化

本文发展了Ｓｃｈｏｍｍｅｒｓ的时间观点，着重讨论了辐射与物质作用过程的时间和共振时间。并通过假定辐射与物质作用过程为时间本征态，推出了共振时间量子化的重要结论。本文还应用共振时间量子化方法讨论了原子光散射，推出了原子能级和原子的价电子逐级电离所形成的所有离子能级普适性解析公式。     

用短程飞行时间吸收谱对铯磁光阱中冷原子温度的测量

介绍采用短程飞行时间吸收谱测量铯原子磁光阱(MOT) 中冷原子温度的基本原理及实验实现.与通常的飞行时间方法不同，采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT 中冷原子云的温度.在MOT 区域正下方若干毫米处入射一束圆柱状共振探测光束(实验中对于h=3mm，5mm，8mm的情况均作了研究)，释放冷原子云，在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束，即可由光电探测器测得飞行时间吸收谱，由此推得MOT中冷原子的温度. 关键词： 磁光阱 冷原子 飞行时间 短程飞行时间 铯原子     

共振光散射的时间量子理论

本文发展了Ｓｃｈｏｍｍｅｒｓ的时间观点，定义了时间，尤其是表征量子系统光散射的散射时间和共振散射时间。通过散射时间本征态的假定实现了散射时间的量子化，得到了量子化的共振散射时间。对原子的弹性光散射和Ｒａｍａｎ散射的成功应用推出了原子和原子的价电子逐级电离所形成的离子的所有原子能级的普适近似公式。     

一种测量磁光阱中冷原子密度和温度的新方法

报道了对磁光阱中冷铯原子吸收谱的实验观察,由于冷原子的多普勒增宽远小于激光发态超精细分裂,实验观察到三个孤立的吸收峰（Cs,6S1/2,F=4→6P3／2,F＝3,4,5,）其吸收系数比为3：7：12,这与相应跃迁振子强度一致。利用吸收信号测量了冷原子云的密度.结果与荧光探测法在10％的精度内符合;用吸收信号测量了冷原子的温度,测量结果与用荧光飞行时间法和释放捕捉法的结果吻合。     

碳、氮原子内壳层光电离X射线激光的理论探讨

提出了分析碳、氮原子内壳层光电离X射线激光的解析模型,对C原子K壳层光电离X射线激光的增益进行了理论计算。采用随时间线性增加的X射线抽运速率推导出了激光增益系数随抽运速率的上升速率、原子浓度以衣时间变化的解析表达式,给出了峰值时间和峰值增益。在理论上定量地分析了产生X射线激光所需的激光条件和最佳参数的选取,数值模拟与理论计算的结果是一致的。另外,对N原子K壳层光电离X射线激光作了类似的分析。     

高通量冷原子束流的实现与测量

我们在实验上基于铯原子的2D+磁光阱获得了通量为8.5×1010原子/s、平均速度与速度分布分别为16 m/s与4 m/s、空间发散角为25 mrad的冷原子束流,通过相敏的飞行时间法对原子束流的通量进行了准确测量,并对背景原子气压、推送光功率以及冷却光失谐等参量对原子束流的影响进行了实验研究与分析.     

邻碘甲苯分子光解动力学的飞秒时间分辨质谱研究

利用飞秒时间分辨质谱技术研究了邻碘甲苯分子在266 nm激发下的光解动力学. 光解产物碎片通过800 nm强激光场下的多光子电离实现探测. 拟合光解产物C₇H₇自由基和I原子随泵浦-探测延迟时间变化的信号,得到解离时间为38±50 fs,它反映的是266 nm同时激发nσ^*和ππ^*态后C-I键的平均解离时间. 此外,还利用基态碘原子的共振波长298.23 nm作为探测光,通过共振增强多光子电离方法对解离生成的基态碘原子进行了选择性探测. 拟合I⁺随泵浦-探测延迟时间变化的信号,得到解离时间为40±50 fs,这与通过800 nm多光子电离得到的解离时间一致,表明解离生成的主要产物是基态碘原子.     

碘化铯分子的光离解及生成物铯原子的共振电离研究

利用脉冲激光束与分子的相互作用，对ＣｓＩ分子进行了光离解。同时，用另一束可调谐激光对ＣｓＩ分子离解后产生的中性铯原子进行共振激发，然后把处在激发态的铯原子进行光电离。对Ｃｓ＋的飞行时间质谱进行了分析，并对光离解及光电离过程中可能存在的多光子电离（ＭＰＩ）进行了讨论。     

近共振三维光学晶格中铯原子温度的参数依赖

介绍了四光束三维近共振光学晶格的方案,在铯原子磁光阱和光学粘团的基础上搭建了近共振光学晶格的光路,实现了光学晶格中冷原子的装载.利用短程飞行时间吸收法测量了近共振光学晶格中冷原子的温度,通过改变晶格的光强和失谐等条件,对近共振光学晶格中铯原子的亚多普勒冷却的参数依赖关系作了实验研究,并与光学粘团作了比较.     

冷原子EIT介质的原子数目和温度的测量

简要介绍了我们实验组冷却、俘获87Rb原子的磁光阱装置及冷却俘获过程。采用收集荧光法测得了俘获的冷原子数目,并根据冷原子团尺寸推算出了冷原子团密度。通过在冷原子团下方4 mm,7 mm,10 mm三处设置圆柱形探测光束,在原子自由下落过程中获得了短程飞行时间(TOF)吸收信号,通过数值拟合得到了冷原子的温度。结果表明:俘获的冷原子数目大约为109个,密度大约为1011个/cm3,冷却温度约为200μK,该冷原子团能作为很好的EIT介质。     

钴、钛原子激发态光电离研究

本文报道紫外区钛和钴原子共振增强多光子电离(REMPI)谱和激发态绝对光电离截面。实验上通过激光烧蚀金属样品制备中性原子,由飞行时间质谱仪检测离子产物,在298-351nm范围扫描激光波长,得到钛原子和钴原子共振增强多光子电离谱;并根据共振离子信号强度与电离激光通量关系得到原子激发态的绝对光电离截面,这些激发态电离截面的实验值在0.5-4 Mb。     

钴、钛原子激发态光电离研究

本文报道紫外区钛和钴原子共振增强多光子电离(REMPI)谱和激发态绝对光电离截面。实验上通过激光烧蚀金属样品制备中性原子,由飞行时间质谱仪检测离子产物,在298-351nm范围扫描激光波长,得到钛原子和钴原子共振增强多光子电离谱;并根据共振离子信号强度与电离激光通量关系得到原子激发态的绝对光电离截面,这些激发态电离截面的实验值在0.5-4 Mb。     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.并将文中提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

采用短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度时参数误差的影响

详细介绍了短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度的基本模型和实验方法.在对铯原子磁光阱中冷原子温度测量的基础上,分析了初始时刻冷原子云中心到探测光束中心的垂直距离、冷原子云初始半径、探测光束半径三个参数的误差分别对于通过短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度时所带来的影响,并比较了这些参数各自的影响程度. 关键词： 冷原子温度 飞行时间 短程飞行时间吸收谱     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文中提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.文中还将本文提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

氦喷嘴激光飞行时间质谱仪系统传输效率的测定

建立了一套氦喷嘴激光飞行时间质谱仪系统并进行了离线模拟研究.其工作原理是:首先在原子化室蒸发产生样品气态原子来模拟核反应产物,然后利用氦气传输和氦喷嘴技术,使样品原子形成准直原子束与激光作用.通过激光共振激发电离实现原子序数Z的选择,再利用飞行时间质谱技术来确定原子量A,实现样品原子的分离与鉴别.通过用²⁴Na的放射性测量的方法对谱仪系统效率进行了研究,其传输效率约为17%.     

依赖于时间的光场与四能级原子的相互作用

研究了依赖于时间的单模光场与N 型四能级原子的相互作用系统,分析了原子布居的时间演化特性.结果表明,由于受到时间脉冲的调制,原子粒子数布居最后会处于一个稳定的状态.     

光缔合制备超冷铯分子的温度测量

利用光缔合超冷Cs原子形成超冷Cs2分子,采用多光子电离方法对超冷Cs2分子进行探测,对分子扩散过程中分子密度随时间的演化进行测量,获得了超冷Cs2分子的弛豫曲线.基于一个简单的模型即原子、分子样品的初始分布是位置和速度的高斯函数,通过理论模拟获得了超冷原子、分子样品的温度,测得的原子温度与释放-再俘获方法获得的结果相符合,这种方法避免了通过探测微弱分子荧光来获得分子温度的弊端,可广泛应用于超冷原子、分子样品的温度测量.     

利用补偿线圈提高塞曼减速器效率的理论及实验研究

研究了用于锶原子光晶格光钟原子冷却的塞曼减速器,应用增添补偿线圈的方法可以延长减速器的有效减速距离和增大减速器末端的磁场梯度,进而增加一级冷却俘获锶原子的数目,理论分析采用该方法实现的塞曼减速器较使用单一线圈塞曼减速器可以增加31.17%的俘获原子数目;飞行时间法测量了减速前后原子束中原子的速度分布,原子的最可几速度由380m/s降为43m/s,分布线宽相应变窄。荧光法测量俘获原子数目表明在相同实验条件下,应用补偿线圈后磁光阱俘获原子数目从1.26×106提高到1.81×106,增加30.4%。     

依赖于时间和强度耦合J-C模型中原子偶极压缩特性

研究了依赖于时间和强度耦合J-C模型中原子的偶极压缩现象。并详细讨论了原子与腔场以时间脉冲形式耦合时,脉冲宽度和腔场强度对原子算符压缩的影响。结果表明,在此模型下原子的偶极压缩随时间的演化特性与其他强度耦合模型明显不同,而且可以通过调节脉冲宽度有效控制原子的偶极压缩程度。