Eu原子4f~76p_(3/2)ns自电离态的光谱的研究(英文)

采用孤立实激发技术,对铕原子4f~76p_(3/2)ns(n=7,8)自电离态的光谱进行了系统的研究,同时是首次在不同激光偏振组合下进行的研究。首先,用前两束激光分步将铕原子从基态4f~76s~2经中间4f~76s6p态激发至4f~76sns里德堡态,然后再用第三束激光通过离子实4f~76s~+→4f~76p~+_(3/2)的跃迁将其进一步激发至4f~76p_(3/2)7s自电离态或4f~76p_(3/2)8s自电离态。对铕原子4f~76p_(3/2)ns(n=7,8)自电离态复杂的光谱分别给出了详细的解释,从中我们可以获得一些重要的光谱信息,比如自电峰的能级位置和线宽等,同时还可以观察到收敛于不同离子限的自电离系列之间的组态相互作用。最后,通过比较不同激光偏振组合下的自电离光谱,确定了一些自电离态的总角动量的值。     

Ru原子高Rydberg态研究

本文描述用激光共振激发-场电离实验方法测定Ru原子的4d⁷(⁴F)ns(n=28—45)和4d⁷(⁴F)nd(n=26—48)系列Rydberg能级,并应用非线性拟合得到了Ru原子的第一电离阈值。采用相对论性自洽场方法对所得能级以及相应的量子亏损作了计算,理论与实验结果符合得很好。此外还将本文所得的第一电离阈值与已有数据作了比较。 关键词：     

铯原子nP_(3/2)(n=70—94)里德伯态的紫外单光子激发及量子亏损测量

基于成熟的光纤激光器、光纤放大器及高效激光频率转换技术,我们在实验中研制了一套瓦级输出的窄线宽连续波单频可调谐318.6 nm紫外激光系统,并在室温铯原子气室中实现了6S_(1/2)—nP_(3/2)(n=70—94)单光子跃迁里德伯激发.借助由铯原子6S_(1/2)(F=4)基态、6P_(3/2)(F′=5)激发态和nP_(3/2)(n=70—94)里德伯态构成的V型三能级系统,通过频率锁定于铯原子6S_(1/2)(F=4)—6P_(3/2)(F′=5)超精细跃迁的852.3 nm探测光束的吸收减弱信号获得了里德伯态的信息,并利用高精度波长计测量了铯原子nP_(3/2)(n=70—94)里德伯态的量子亏损值.经过与理论计算值的变化趋势进行对比,我们认为由于原子气室的里德伯屏蔽效应并不能完全屏蔽外部直流电场,铯原子气室内存在残余的直流电场,影响了对里德伯态的量子亏损值的实验测量.利用残余直流电场的Stark效应理论模型及其与有效主量子数n*的依赖关系,对铯原子里德伯态的量子亏损实验测量值进行了修正.修正后的铯原子nP_(3/2)(n=70—94)态量子亏损测量值为3.5591±0.0007,与理论计算值相吻合.     

Sr原子里德伯态的|ml|相关场电离阈

用偏振激光两步激发,获得不同│m_l│值的里德伯态,在2.4kV/cm以下的电场范围内,测定了Sr原子5snd(n=22-27),│m_l│=0,1,2各里德伯态的电离阈值。理论给出了二阶近似下│m_l│有关的电离阈,并与测量结果作了对照。 关键词：     

Eu原子4f~76p_(3/2)ns自电离衰变分支比和弹射电子角分布

首先运用孤立实激发技术将Eu原子从基态4f~76s~(28)S_(7/2)经中间态4f~76s6p共振激发到4f~76sns Rydberg态,然后再将其进一步激发至4f~76p_(3/2)ns(n=7,8)自电离态.其次,采用速度影像技术对Eu原子自电离弹射出的电子进行探测,以便来研究自电离衰变分支比和弹射电子角分布.在研究自电离衰变分支比时,重点讨论了粒子数反转的可能性,并依据此现象可为实现自电离激光器提供有价值的信息.另外,还探讨了各向异性参数对弹射电子角分布的影响;以及在Eu原子不同自电离几率位置处,讨论了弹射电子角分布形状的变化情况.     

Eu原子4f~76p_(3/2)6d自电离过程的动力学特性

采用孤立实激发技术(isolated-core excitation, ICE)及速度影像技术(velocity-map imaging,VMI),研究了Eu原子4f~76p_(3/2)6d自电离过程的动力学特性.孤立实激发技术用于将Eu原子从基态4f~76s~(2 8)S_(7/2)经中间态4f~76s6p激发到4f~76s6d里德堡态,然后将其进一步激发至4f~76p_(3/2)6d自电离态;速度影像技术用于探测其自电离过程的动力学特性,从而获得自电离衰变的分支比(branch ratio, BR)和弹射电子的角分布(angular distribution, AD).自电离衰变的分支比代表离子的能量分布,从中获得VMI影像的径向信息;而通过各向异性参数描述的弹射电子的角分布揭示了VMI影像的角向信息.此外,讨论了自电离衰变分支比和弹射电子角分布在整个自电离共振能域内的变化情况.基于4f~76s~+和4f~75d~+两个离子态的分支比,讨论了实现Eu离子粒子数反转的可能性.     

类氢O、N离子入射Al表面俘获电子布居几率的理论与实验研究

利用“二态矢量模型”详细研究了高电荷态O⁷⁺,N⁶⁺离子入射Al表面时中间里德伯态的形成过程,给出了电子被俘获至不同量子数(n A=2-7)的几率,以及电子俘获至里德伯态最可能的离子-表面距离.计算结果表明,较大的主量子数nA对应较小的里德伯态几率,因此O⁷⁺,N⁶⁺离子入射Al表面时辐射的X射线主要来源于较小的n A至基态的退激.为了验证计算结果,测量了O⁷⁺,N⁶⁺离子入射Al表面的X射线发射谱,并运用FAC程序计算了不同高里德伯态退激到基态的跃迁能(np–1s).实验测量到O,N的K-X射线峰,其特征峰的中心值接近主量子数n=2至n=1的跃迁能,说明发射的X射线主要来源于2p–1s的跃迁,与“二态矢量模型”理论计算的几率一致.     

一价镧离子高n里德伯态

基于五步激光共振激发,经由中间态(Xe) 5d6d~3F_2的一价镧离子光谱,分析了该实验谱,确定了一价镧离子一强一弱两个自电离里德伯系列.同时利用多通道量子亏损理论(MQDT)框架下的相对论多通道理论(RMCT)计算,标识了这两个自电离里德伯系列,强的自电离里德伯系列标识为5dnp(5/2,1/2)_3和/或5dnp(5/2,1/2)_2,弱系列标识为为5dnf(5/2,5/2)_3和/或5dnf(5/2,5/2)_2.根据实验谱峰数据,发现有效量子数很高时,里德伯和自电离里德伯能级量子数亏损随激发能量不平滑变化,并分析了可能的原因.     

稀土元素Yb的高激发态结构Ⅱ偶宇称J=2能谱的MQDT分析

本文根据三阈五通道模型,对Yb偶宇称J=2能谱进行了MQDT分析,获得了修正的MQDT基本参量,并由此计算了6snd~(1,3)D_2(n=8-155)及6p~(21)D_2,4f~(13)5d6s6pA和4f~(13)5d6s6pB等共300个能位。结果十分合理地再现了现有实验观测值;对150个新能位的预言值迄今尚无类似文献报道先例。本文还计算了通道混合系数并对通道相互作用作了讨论。本文结果表明,本征量子亏损随激发能量的变化具有比通常采用的线性关系更为复杂的特征。     

Sr原子自电离态的电场效应

用多步激发的方法,将Sr原子从基态5s~2经价态4α~(-2)激发至(4d_(3/2)np,n_f)J=1和(4d_(5/2)np,nf)J=1自电离系列,观察其在外电场0～5kV/cm内的光谱.对所观察到的n=12,13,14附近的斯塔克谱图进行了分析与讨论.     

稀土元素Yb的高激发态结构 I.偶宇称J=0能谱的MQDT分析

本文根据多通道量子亏损理论(MQDT),讨论了计算原子高激发态能谱的一般程式;使用我们新近建立的MQDT程序库,获得了Yb偶宇称J=~0MQDT基本参量,并对6sns~1S_0(n=7-252)及干扰态6P~(23)P_0、6P~(21)S_0、4f~(13)5d6s6pA和4f~(13)5d6s6pB等共250个能位进行了计算。结果不仅十分合理地再现了相应能域内全部实验观测结果,同时还对190个能位作了理论预言,其中l72个新预言能位迄今尚无类似文献报道先例。由于我们考虑了本征量子亏损对激发能量的高次依赖关系,对较低激发态能位的计算结果较Aymar等人的相应结果有了显著改善。     

静电场中Ca原子里德堡态的能级结构

用两步激发和光电离方法,在0—8kV/cm电场范围内,测定了Ca原子n=10至n=13附近m=0的Stark光谱。实验结果显示,3d²³P₀及3d²³P₂价态受到n=12Stark簇的排斥。观察到与价态有关的干涉现象及其随电场大小的改变。讨论了零场非简并态、价态及Stark簇之间的能级交叉和抗交叉结构。     

铥原子收敛于4f~(13)(~2F~?_(7/2))6s(7/2,1/2)~?_4和4f~(13)(~2F~?7/2)6s(7/2,1/2)~?_3偶宇称里德伯系列能级的电子关联效应

本文在多通道量子亏损理论框架下,利用相对论多通道理论,计算了铥原子收敛于4f~(13)(~2F?_(7/2))6s(7/2,1/2)?_4和4f~(13)(~2F?7/2)6s(7/2,1/2)?_3的三个偶宇称里德伯系列.通过将计算结果与美国国家标准与技术研究院数据进行比较,展示了两种类型的电子关联效应:1)里德伯系列之间的相互作用,导致里德伯系列的能级出现整体偏移; 2)一个孤立的干扰态镶嵌在一个里德伯系列中,破坏了该里德伯系列能级的规则性.     

Eu原子4f~76p_(1/2)ns自电离过程的动力学特性

采用孤立实激发与速度影像技术相结合的方法,研究了Eu原子4f~76p_(1/2)ns(n=7,9)自电离过程的动力学特性,包括弹射电子的角分布和向各离子态衰变的分支比.首先,采用孤立实激发技术将Eu原子分步从基态4f~76s~2经中间态4f~76s6p激发至4f~76sns Rydberg态,并通过第三步跃迁4f~76s~+→4f~76p_(1/2)~+。将其激发至4f~76p_(1/2)ns自电离态.其次,运用速度影像技术对上述自电离过程进行探测,并通过一系列数学变换计算出该过程的弹射电子的能量分布和角向分布本文不仅分析和比较了各个态自电离衰变的分支比和各向异性参数随光子能量的变化规律,还深入讨论了它们与自电离光谱之间的对应关系.最后,依据自电离衰变的分支比,探讨了实现Eu离子粒子数反转的可能性,为实现自电离激光器提供了有价值的信息     

Na原子高里德伯态的波函数和振子强度

用我们提出的一种具有解析解的原子唯象势模型,计算了Na原子里德伯态(10≤n≤40)的波函数和ns—n＇p,np—n＇d,nd—n＇f高里德伯态间的振子强度,与CA方法得到的结果很接近。计算结果表明,上述振于强度满足某种标度律。 关键词：     

用脉冲电场光电流光谱研究Ne原子的自电离态

本文用脉冲电场光电流光谱的实验方法测定Ne原子ns＇(n=15—31)和nd＇(n=13—30)两通道的35条自电离态能级,用参数拟合得出Ne原子ns＇和nd＇通道的电离阈值,计算了每条能级的量子亏损,实验用脉冲电场代替直流放电,基本上消除了Stark效应在光电流光谱测量中的影响。 关键词：     

用速度影像法研究Eu原子4f~76p_(1/2)8s自电离态的弹射电子角分布

采用速度影像技术研究了Eu原子4f76p1/28s自电离态的弹射电子角分布,能量覆盖了60600.0~61860.2cm-1的范围。实验采用三步孤立实激发方法分步从基态4f76s28S7/2经中间态4f76s6p 6P5/2激发到4f76s8s8S7/2Rydberg态上,然后将其进一步共振激发至4f76p1/2(J=3)8s和4f76p1/2(J=4)8s自电离态。根据所用的激发路径及其选择定则可以得出自电离态的总角动量的可能取值;通过自电离过程的能量守恒,角动量守恒和宇称守恒原理推测出其向不同离子终态衰变所对应的弹射电子的能量范围和特性。利用电子透镜对上述自电离过程中产生的弹射电子进行聚焦和成像,通过位置敏感探测器对其动能进行分辨,运用速度影像技术进行数学变换和计算得到弹射电子的角向分布。同时,通过调谐第三步激光的波长,得出了角分布和各向异性参数随光子能量的变化规律,并给出了相应的物理解释。     

氩原子共振增强多光子电离谱--奇对称性里德堡态

利用脉冲放电产生氩原子亚稳态4s2[3/2]°2和4s′2[1/2]°0,在610～670nm波长范围内,利用共振增强多光子电离和飞行时间质谱技术得到氩原子(2+1)REMPI谱.光谱分析表明所有谱线来源于氩原子4s2[3/2]2和4s′2[1/2]°0两个亚稳态向16个奇对称性里德堡态双光子跃迁,并标识所有谱线.同时首次在实验上观察到一个长序列的3p54s′2[1/2]°0→3p5nd2[1/2]°1(n=8～31)双光子跃迁.在实验技术上,提供了一种研究惰性气体原予以及其它原子高里德堡态和自电离态的新方法.     

用速度影像技术研究Eu原子6p_(1/2)8s的自电离衰变的分支比

本文采用速度影像技术对Eu原子的自电离弹射电子的动力学过程进行了系统研究.实验采用三步孤立实激发方法分步从基态4f76s6s8S7/2经中间态4f76s6p6P5/2激发到4f76s8s8P7/2Rydberg态上,然后将其进一步共振激发至4f76p1/2(J=3)8s和4f76p1/2(J=4)8s自电离态.根据所用的激发路径及其选择定则可以得出自电离态的总角动量的可能取值;通过自电离过程能量守恒和角动量守恒原理推测自电离衰变对应的离子终态信息.利用电子透镜对上述自电离过程中产生的弹射电子进行聚焦和成像,通过位置敏感探测器对其动能进行分辨,运用速度影像技术进行数学变换和计算得到弹射电子的能量分布,分析并给出Eu原子自电离衰变分支比.同时通过调谐第三步激光的波长,得出了分支比随光子能量的变化规律,探讨了实现Eu离子粒子数反转的可能性.     

用双光子电离探测技术研究奇宇称的Sm原子光谱

采用两台激光器对Sm原子奇宇称激发态的光谱及其特性进行了系统研究.利用一台波长在585 nm到663 nm之间调谐的染料激光器,将Sm原子从某个4f⁶6s²⁷F_J(J=0—6)态激发到具有奇宇称的4f⁶6s6p或4f⁵5d6s²激发态.然后,采用波长固定在532 nm的强激光束,对处于上述奇宇称激发态的Sm原子进行双光子电离,以实现探测其光谱信息 关键词： 双光子电离 奇宇称态 Sm原子