利用激光冷却原子束测量氦原子精密光谱

⁴He原子2³S₁→2³P_0,1,2跃迁的精细结构分裂,目前在理论和实验上都能够达到10^-8水平的精度,并可被应用于测定精细结构常数α, 和对量子电动力学进行检验.该方面实验研究的关键, 是需要提高测量信噪比,并消除各种可能的系统偏差, 将这一精细结构分裂测量到亚kHz水平.在设计的这套实验方案中, 首次结合激光冷却原子技术,通过激光横向冷却来提高亚稳态氦原子束的束流强度,并对三态亚稳态氦原子进行偏折, 将其从原子束中分离,从而大幅降低测量背景,并利用频率锁定激光器的边带扫描的方式来进行光谱测量,以使得扫描测量中保持足够的频率精度. 在目前基本搭建成的实验装置上,实验方法的可行性已经获得验证,分析表明有望实现亚千赫兹水平的测量准确度.     

基于双共振吸收光谱法的14CO2探测

快速且准确地定量探测¹⁴CO₂在许多领域都有着重要应用. 超灵敏的光腔衰荡光谱技术是一种极具潜力的光学探测方法,但其存在灵敏度不足和易受其他CO₂同位素/杂质分子干扰的问题. 本文提出利用阶梯型双共振光谱法将¹⁴CO₂从基态激发至中间能级后,再用光腔衰荡光谱法去探测. 双共振的吸收过程可以有效提高探测的选择性. 本文分析了双共振吸收光谱的定量探测能力,模拟结果显示双共振光谱探测是无多普勒的,可以减少其他分子的吸收干扰,有望实现亚ppt水平的¹⁴CO₂高选择性探测.     

用激光计数放射性氪原子

原子阱痕量分析是一种基于激光的新方法,能够对数微升氪气中丰度低至10^-14的⁸⁵Kr和⁸¹Kr原子进行计数测量．介绍了在合肥建成的痕量放射性氪同位素测量系统,包括ATTA装置、水中溶解气提取和氪气分离提纯的样品处理设备．利用该系统对国内多处大气中⁸⁵Kr浓度的测量结果为1.3～1.6 Bq/m³,与文献中北半球大气本底值相吻合．对华南和华北的几个浅层和深层地下水样品进行了⁸⁵Kr和⁸¹Kr测年,示范了该系统的应用．     

激光冷却获得高亮度的亚稳态惰性气体原子束和原子阱

高强度的亚稳态惰性原子束流在原子分子物理实验研究中具有广泛的应用.使用射频电离方法和激光横向冷却技术制备了高强度的亚稳态氪原子束流,并使用数值模拟方法对横向冷却激光场中的原子径迹进行了分析.通过激光诱导荧光光谱方法测量原子束的束流特性,结果显示,横向冷却后在束流源下游230 cm处的原子束流强度达1.6atoms/(s*sr),束流强度提高了两个量级.利用这种高强度原子束流,我们成功囚禁了1.3×10¹⁰个亚稳态⁸⁴Kr原子,同时冷原子装载速率达到了3.0×10¹¹atoms/s;并利用该装置成功地实现了高亮度的亚稳态氩原子束和原子阱. 关键词： 横向冷却 原子束 原子阱 惰性气体