超冷铯分子纯长程态转动常数的精密测量

利用调制的俘获损耗光谱技术实验测量了超冷铯分子纯长程0_g^-态的高分辨光谱. 采用双光缔合光谱技术构建了精确的频率差参考信号, 对转动能级的共振频率间隔进行了精确的标定, 获得了转动能级频率间隔与转动量子数的关系. 通过将实验数据拟合到非刚性转动模型, 获得了超冷铯分子纯长程0_g^-态不同振动态的转动常数. 实验结果表明转动常数随振动量子数的增加而线性减小, 线性递减率为-0.41 MHz±0.01 MHz. 关键词： 双光缔合光谱技术 超冷铯分子 转动常数 纯长程态     

超冷铯分子0u+(6P3/2)长程态的高灵敏光缔合光谱研究

利用发展的调制俘获损耗荧光光谱技术实验测量了超冷铯分子0_u⁺(6P_3/2)长程态的高灵敏光缔合光谱. 光谱探测范围较国际已有报道扩大了60 cm^-1, 观察到25个长程区域新的振动能级. 通过LeRoy-Bernstein公式对振动束缚能数据进行拟合, 获得了超冷铯分子0_u⁺(6P_3/2)态的长程系数C₃ 为16.103±0.010. 构建了超冷铯分子0_u⁺(6P_3/2)态长程区域的势能曲线.     

超低频调制光缔合光谱的实验研究

通过激光冷却技术在磁光阱中俘获原子数约107,温度约200 μK,直径约400 μm的超冷铯原子,利用超冷铯原子光缔合方法制备了激发态的超冷铯分子。实验研究了光缔合光不同扫描速率对铯分子振转光谱分辨率的影响,发现光缔合光扫描速率较慢时,铯分子振转光谱分辨率较高。通过高灵敏的雪崩光电探测器探测冷原子荧光,获得了超冷铯分子第一激发态6S_1/2+6P_3/2离解限0-_g长程态高分辨振转光谱。为了实现受控拉曼光缔合制备超冷基态分子,光缔合激光频率需要锁定在原子-分子共振跃迁线,对超冷原子光缔合光谱进行了超低频波长调制,通过改变调制幅度和调制频率获得最优化的一阶微分信号,将该信号反馈回激光器,实现闭合环路稳频,满足了受控拉曼光缔合制备振转能级可控的基态分子的实验要求,该工作对研究受限空间中的超冷原子分子具有很重要的意义。     

利用双光缔合光谱技术直接测量超冷铯分子0u+(6S1/2+6P1/2)长程态的转动常数的实验研究

实验获得了超冷铯分子6S_1/2+6P_1/2离解限下0_u⁺长程态振动能级v=187的转动常数. 首先利用调制的荧光光谱技术获得了高分辨的转动量子数J=0–6的超冷铯分子纯转动光谱. 利用双光缔合光谱技术, 构建了高精度的频率参考信号, 进而得到了相邻转动能级间的频率间隔. 最后通过非刚性转子模型拟合得到了转动常数和离心畸变常数.     

超冷铷铯极性分子振转光谱的实验研究

利用激光冷却俘获技术在双暗磁光阱中获得高密度的超冷铷原子和铯原子,通过光缔合方法制备超冷铷铯极性分子.采用共振增强双光子电离技术探测基三重态a³∑⁺的铷铯分子,产率约为10⁴/s.通过改变缔合光频率,获得（2）0⁺,（3）0^-,（2）0^-等分子态的高分辨振转光谱,拟合得到相应的转动常数分别为0.00349 cm^-1,0.00649 cm^-1,0.00372 cm^-1.     

最优化参数控制提高超冷铯分子振转光谱的信噪比

超冷原子光缔合光谱对于研究长程分子势能结构、分子常数和分子相关动力学过程具有重要意义.光缔合光谱的信噪比作为衡量探测技术的重要指标之一,直接影响光谱的分辨能力和探测灵敏度.利用调制荧光光谱技术获得了超冷长程铯分子超精细振转光谱.通过研究解调参数,即积分时间和灵敏度,发现解调参数对光谱信号的信噪比有重要影响,且依赖关系呈非线性.结合相关实验系统,实现了对光谱信噪比的最优化控制,为进一步研究超冷铯分子长程态振转能级结构奠定了重要的实验基础.     

超冷铯(60D5/2)2 Rydberg分子的双色光缔合光谱

本文主要从理论和实验上研究超冷铯（60D_5/2）₂ Rydberg分子的双色光缔合光谱.数值计算了铯60D_5/2 Rydberg原子对态的长程电多极相互作用和（60D_5/2）₂ Rydberg分子的绝热势能曲线,获得了（60D_5/2）₂ Rydberg分子的势阱深度和平衡间距.实验上利用双色光缔合超冷铯原子的方法制备了（60D_5/2）₂ Rydberg分子.其中,第一色激光（pulse-A）双光子共振激发种子Rydberg原子A;第二色激光（pulse-B,失谐于分子的束缚能）共振激发第二个Rydberg原子B,原子A与B由分子势阱束缚形成超冷（60D_5/2）₂ Rydberg分子.由脉冲场电离探测技术获得Rydberg分子的光缔合光谱,测量的Rydberg分子的势阱深度与理论计算结果相一致.     

CHClF2在强红外激光作用下C2*d3Пg态的形成机制

用TEACO₂激光辐照CHCIF₂分子生成电子激发态C₂^*自由基,观察到斯旺带系的六个谱带。本文根据C₂分子态位能曲线的特点,提出C₂^*d³Π_g态的形成机制。C₂是少数较特殊的分子之一,其激发态b³Σ_g^-与第一激发态a关键词：     

理论研究B2分子X3Σg-和A3Πu态的光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法及Dunning等的相关一致基aug-cc-pV6Z计算了B₂分子X³∑_g^-和A³Π_u电子态的势能曲线.利用总能量外推公式,将两个电子态的总能量分别外推至完全基组极限.对势能曲线进行核价相关修正及相对论修正计算,得到了同时考虑两种效应修正的外推势能曲线.通过同位素质量识别,得到了主要的同位素分子¹¹B¹¹B和¹⁰B¹¹B的X³Σ_g^-和A³Ⅱ_u电子态的光谱常数T_e,R_e,ω_e,ω_ex_e,ω_ey_e,B_e,β_e和γ_e.求解双原子分子核运动的径向Schr（o|¨）dinger方程,找到了无转动的同位素分子¹¹B₂（X³Σ_g^-,A³Π_u）和¹⁰B¹¹B（X³∑_g^-,A³Π_u）的全部振动态.针对每一同位素分子的每一振动态,分别计算了其振动能级和惯性转动常数等分子常数,它们均与已有的实验结果较为一致.其中,¹⁰B¹¹B（A^Π_u）分子的光谱常数和分子常数属首次报道.     

基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光缔合光谱的实验研究

基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光谱的实验研究，用相对于铯分子6S_1/2+6P_3/2离解限红失谐的光缔合激光作用于磁光阱中超冷铯原子，观察到通过光缔合产生的激发态超冷分子.在实验中，为了得到高信号-噪声比的光缔合光谱，利用声光调制器对俘获光进行振幅调制，将探测到的超冷铯原子的荧光信号利用lock-in技术解调.同时利用密度矩阵方程系统地分析了实验结果.     

Photoassociation spectra of ultracold ~(85)Rb_2 molecule in 0_u~+ long range state near the 5S_(1/2)+ 5P_(1/2) asymptote

We investigate the high resolution photoassociation spectra of ~(85)Rb_2 molecules in 0~+_u long range state below the(5S_(1/2)+ 5P_(1/2)) asymptote. The ~(85)Rb atomic samples are trapped in a dark magneto–optical trap(MOT) and prepared in the dark state. With the help of trap loss technique, we obtain considerable photoassociation spectroscopy with rovibrational resolution, some of which have never been observed before. The observed spectrum is fitted by a rigid rotation model, and the rotational constants of ultracold ~(85)Rb_2 molecule in long range 0~+_u are obtained for different vibrational states. By applying the Le Roy–Bernstein method, we assign the vibrational quantum numbers and derive C_3 coefficient, which is used to obtain the potential energy curve.     

超冷铯Rydberg原子的Autler-Townes分裂

主要研究超冷铯Rydberg原子阶梯型三能级系统的Autler-Townes(A-T)分裂.铯原子基态6S_(1/2)、第一激发态6P_(3/2)和Rydberg态形成阶梯型三能级系统,强耦合光共振作用于6P_(3/2)(F′=5)→34D_(5/2)的跃迁,探测光由偏振光谱锁定在6S_(1/2)(F=4)→6P_(3/2)(F′=5)的跃迁,并由双通的声光调制器在其共振跃迁附近扫描,形成的Rydberg原子A-T分裂谱由单光子计数器探测.A-T光谱的双峰间距与耦合光的拉比频率成正比,实验结果与理论计算在耦合光拉比频率Ω_c2π×9 MHz时符合得很好,在拉比频率Ω_c2π×9 MHz时,测量的A-T分裂比理论计算值小13%.产生偏差的主要原因是由于较大的耦合光拉比频率Ω_c增加了激发的Rydberg原子数,Rydberg原子间的相互作用产生了较大的退相干率所致.     

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.     

弱射频场中Rydberg原子的电磁感应透明

在铯原子室温蒸气池中研究了弱射频场中Rydberg原子阶梯型三能级系统的电磁感应透明(EIT)效应.铯原子基态6S_(1/2)、第一激发态6P_(3/2)和Rydberg 48D_(5/2)态形成阶梯型三能级系统,探测光共振作用于6S_(1/2)(F=4)→6P_(3/2)(F′=5)的跃迁,耦合光在Rydberg跃迁线6P_(3/2)(F′=5)→48D_(5/2)附近扫描,形成Rydberg原子EIT.当对铯原子施加一个80 MHz的弱射频电场时,48D_(5/2)Rydberg原子的EIT光谱发生Stark频移和分裂,同时产生由射频场调制Rydberg能级的偶数级边带,测量结果与Floquet理论模拟的结果相符合.同时,改变弱射频电场的频率研究了铯Rydberg能级的自电离效应对Rydberg原子Stark谱的影响,据此,我们提出将电极板置于铯原子蒸气池内的方案以减少自电离效应的影响.在弱射频Stark谱中,mj=5/2的Stark谱与mj=1/2,3/2的二级边带形成多个能级交叉,这些能级交叉点提供了一种基于原子的精确校准射频电场的新方法.     

磁光阱中超冷钠-铯原子碰撞的实验研究

研究了磁光阱中异核超冷钠铯原子的碰撞机理, 测量了超冷钠原子的碰撞损失率, 得到了钠-铯原子的碰撞损失系数β_Na-Cs与钠原子俘获光强度之间的关系. 利用多普勒模型计算了不同俘获光强度下的钠原子磁光阱的阱深, 得到了临界光强的理论值, 与实验结果符合得较好.     

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.