铷原子光泵实验

一、引言 光泵(也叫光抽运)就是用光辐射的方法使能级原子数的分布在很大程度上偏离玻尔兹曼热分布的方法.这个方法,是1949年由法国的Kastler提出来,并且不久由Kastler,Brossel和Winter等人在实验上观察到.Kastler由于在光泵和光双共振方法上的创造性的贡献而于1966年得到诺贝尔奖金.几十年来,光泵的研究和应用得到不断的发展.就研究范围来说,从开始的对原子的基态的精细和超精细结构的研究发展到后来的对原子的高激发态的精细和超精细结构的研究,从对原子的研究发展到对分子、对原子核以及原子之间、原子和其他粒子之间的相互作用的研究,…     

利用光泵磁共振实验测量重庆地区地磁场

通过光泵磁共振实验设计,对水平场、扫场信号、地磁场不同组合情况下的光泵磁共振信号进行了观测和记录,利用线性拟合的方法测算出铷原子的因子,测算误差只有0.24％；采用固定射频测地磁场的实验方法测得重庆地区的地磁场为0.391 8 GS.该应用实验成果丰富了创新性、实用性实验教学内容.     

双共振实验

双共振实验是指把原子、分子等实验样品置于光频,射频电磁场的共同作用下,使之同时发生光频共振跃迁和射频共振跃迁的一种实验技术。与传统的光谱技术相比,双共振技术具有更高的分辨率和灵敏度,因而特别适于研究原子、分子等样品的细微结构。双共振技术自五十年代初期问世以来,获得了迅速的发展。目前,在基础研究方面,双共振技术已广泛用来     

基于铯原子光泵磁共振的磁场传感实验系统设计

给出了铯原子光泵磁共振测量磁场的原理.利用MEMS封装与制造技术,设计了一种芯片级的激光铯磁场传感系统,可实现对微弱磁场的检测.     

光泵磁共振信号幅度与射频场振幅的关系

在光泵磁共振实验中观测到单量子跃迁共振信号幅度随射频场振幅增加而迅速增加,并很快达到饱和,然后单调缓慢下降的关系.当射频场振幅更大时(约大于3.5V),观测到双量子跃迁共振信号,信号幅度与射频场振幅成二次函数关系.本文对实验结果进行了分析和解释.     

双共振方法及其应用

双共振系指样品同时受到两种共振场辐照时的一种波谱学方法,它与单共振法相比有明显的优点:由于引入了附加的选择定则和“量子转换”使分辨本领和灵敏度大大提高。双共振在射频、微波、红外、可见直到紫外的几个频段上都可以实现。我们介绍几种与电子自旋共振(ESR)有关的双共振基本原理,着重叙述研究固体激发态的光检测磁共振(ODMR)的原理和几种典型的实验装置。同时也概要地介绍双共振方法的应用。     

基于超精细结构下的激光光泵铯磁力仪的理论研究

激光光泵碱金属磁力仪具有很高的灵敏度,测量范围可以从地球磁场到生物磁场。给出了铯（Cs）光泵磁力仪的理论分析和系统设计以及磁场梯度测量原理,铯原子能级在I—J耦合时形成超精细结构,在外磁场的作用下超精细结构进一步产生塞曼分裂形成塞曼子能级,利用激光泵浦和射频磁场能够使电子在超精细结构中进行能级跃迁,产生光磁双共振的结果,最终通过共振频率就能够达到精确测量外磁场的目的。     

原子物理的现代实验方法

 近半个世纪以来,原子物理学的主要发展在于出现了许多新的实验方法.诸如原子束磁共振,光抽运,光频-射频共振,高分辨率激光光谱学等.这些新的实验方法使原子光谱实验的分辨率,灵敏度以及测量精度都得到了很大的提高,已成为深入研究原子的超精细结构和原子与电磁场相互作用的强有力的手段.一、原子束磁共振原子束实验最早可追溯到史特恩-盖拉赫实验(1921).该实验曾证实了电子具有自旋角动量、自旋磁矩,并有空间量子化的特征.至于原子基态的磁共振现象,一直到1938年才被拉比等人用原子束实验方法观测到.     

原子物理的现代实验方法

近半个世纪以来,原子物理学的主要发展在于出现了许多新的实验方法。诸如原子束磁共振,光抽运,光频-射频共振,高分辨率激光光谱学等。这些新的实验方法使原子光谱实验的分辨率,灵敏度以及测量精     

光泵磁共振实验中测量地磁场水平分量的方法

基于光泵磁共振实验过程中光抽运信号和磁共振信号出现的条件，阐述了3种测量地磁场水平分量的方法．通过实验，验证了用这3种方法所得到的测量结果是一致的．这项工作对于理解光抽运信号和磁共振吸收信号有一定帮助．     

光泵磁共振实验中实验参数选取的探讨

在光泵磁共振实验中,选择合适的射频频率、扫场幅度和外加水平磁场对实验的顺利进行和保证实验测量结果的精度有着重要作用。虽然已有很多文章探讨过相关问题,但并未明确提出关于上述实验参数选取的原则以及相应的参数取值范围。本文提出在光泵磁共振实验中,相关实验参数的选取应该使得在测量过程中能够观测到所有对应于三角波峰和波谷位置的共振信号并明确地区分信号来源。本文通过理论分析给出了不同测量方法下相应的实验参数取值范围,并通过实验测量验证了这些参数取值范围的合理性。     

光泵原子磁力仪及其应用

光泵原子磁力仪是利用激光极化原子气体,外磁场与原子相互作用使原子光学性质发生变化,进而改变探测光的偏振方向或光强。原子磁力仪精度已超过超导磁力仪,但是体积重量比超导磁力仪小。给出了碰撞混合以及驰豫与极化速率以及最终极化度的定量关系,总结了原子磁力仪国内外研究进展以及在导航领域的应用。     

关于光泵磁共振实验中的几个问题

光泵磁共振实验做为教学实验国内外已有不少文章介绍.本文对一些重要的实验现象如何观察与分析做一简单介绍.涉及方面有:1.光吸收与磁场方向的关系;2.验证光子的态迭加原理;3.观察二级     

光泵磁共振实验探讨

本文讨论了在光泵磁共振实验中，地磁场垂直分量的抵消、样品泡所在处恒定磁场的确定和实验中的干扰信号等问题。阐明了地磁场垂直分量不被抵消情况下，对实验结果的影响；在实验中采用利用一种元素测量样品所在处磁场的方法，准确确定样品泡所在处的恒定磁场；最后对实验中的干扰信号进行了分析。     

核双共振

一、引 言 双共振是磁共振的重要发展.在同一种被测样品中激发一种共振跃迁,同时监视另一种共振跃迁称为双共振.通过这两种共振跃迁的相互影响,可以获得更多的波谱学信息,扩大单一共振的研究范围.研制各种类型的双共振技术方案,提出各种双共振的恰当理论描述,开展各种双共振的实际应用是当今磁共振领域中最活跃的方向之一.本文讨论核共振中的双共振,这包括核磁共振(NMR)和核四极共振(NQR)中的双共振. 核双共振主要是:(1)探测微弱的共振信号;(2)判明复杂核共振谱中各谱线的归属从而判定结构,相应地也可以达到精确测定回磁比以及耦合常数.…     

光泵磁共振中确定地磁水平分量方向的改进方法

讨论了光泵磁共振实验中亥姆霍兹线圈产生的磁场方向与地磁场水平分量方向的一致程度对实验结果的影响,并分析了传统确定方向一致的方法的不足.通过调节光泵磁共振仪的摆放方向,观察共振信号的分开程度来确定仪器摆放方向与地磁场水平分量方向之间的夹角,当分开程度最小时,对应仪器方向与地磁场水平分量方向相互平行.     

光泵磁共振实验中小信号的讨论

光泵磁共振实验中铷原子光谱具有超精细结构,在磁场中原子的超精细能级产生塞曼分裂,在垂直于产生塞曼分裂的磁场方向,加一射频磁场,并且满足一定条件时在塞曼子能级之间产生磁共振,实验发现除了出现符合跃迁条件的磁共振信号外,还有附加小信号,可用多量子跃迁解释。     

光磁共振实验方法的改进

一、前言光磁共振实验利用光抽运效应来研究原子超精细结构塞曼子能级间的磁共振跃迁现象,实验内容丰富,但实验原理较复杂,实验中会出现比较复杂的物理现象,是难度较大的一个实验。通常实验中使用双踪示波器同时观察扫场波形与光抽运信号或共振信号。据作者辅导实验的经验,首先学生在观察光抽运信号时就     

利用光泵磁共振曲线测量氢原子密度

本文给出利用光泵磁共振曲线测量氢原子密度的实验.在我们的实验中,当射频源放电功率一定时,在25~61℃的泡温范围内测量到9.2×10¹¹~1.6×10¹¹(原子/厘米³)的氢原子密度.实验结果表明,当放电功率一定时,氢原子密度随泡温升高而下降.     

单原子光镊的激光强度起伏对原子俘获寿命的影响及改善

使用单束强聚焦的基模高斯光束可以构建光镊装载原子。虽然光镊一般选择远离原子共振跃迁线的激光,但是光镊的强度起伏仍然会导致原子逃逸,这样原子在光镊中的俘获寿命问题就变得至关重要。本实验以声光频移器(AOM)为主要元件,并施加外部反馈控制电路抑制937.7 nm波长光镊频域上的强度噪声以及时域上的功率起伏,降低光镊对原子的参量加热,从而有效延长原子在光镊中的俘获寿命。典型的频域噪声抑制带宽17 kHz,噪声强度抑制10 dB,时域内激光强度起伏可以从峰峰值起伏±1.350%抑制到±0.036%,有效地降低了光镊的强度起伏。实验结果表明我们可以将937.7 nm波长光镊中单个铯原子俘获寿命从200 ms延长至1 180 ms.为后续原子内态的制备、激发等操作提供充足的时间,保证原子处于俘获状态,提高了实验成功率,缩短了实验时长。