铕原子4f~76p_(3/2)nd自电离态的光谱(英)

利用三步三色孤立实激发技术(ICE),系统地研究了铕原子4f~76p_(3/2)nd自电离态的光谱,同时首次研究了激光偏振对复杂原子的光谱的影响。为了研究铕原子4f~76p_(3/2)nd自电离态的光谱,首先设计并采用了不同的激发路径,分别将原子布居到同一高激发能域并探测它们在该能域的自电离光谱。通过比较这些光谱的异同并结合上述激发路径所对应的跃迁选择定则,便可唯一地确定这些高激发态的总角动量。为了研究激光偏振对铕原子的影响,设计并使用了两种偏振组合:三步激光都是垂直(πππ),三步激光都是平行(σσσ)(激光偏振方向相对于探测器垂直或平行)。为了得到有偏振影响的光谱,分别使3部激光器处于同一偏振,依次对铕原子进行激发,激发路径与终态同上。通过对同一路径不同偏振下的光谱的比较,发现仅能确定极少数的高激发态的总角动量,同时在光谱中一些峰独立于另一偏振光谱存在。     

Eu原子4f~76snlRydberg态的研究

利用三步双色共振激发技术和三步三色孤立实激发技术,系统地研究了铕原子在42250—44510 cm~(-1)能域内的光谱特性,提供了该能域内56个束缚高激发态的光谱信息.为了能确定这些态的光谱归属,进行了两方面的探索:第一,观察能否利用孤立实激发技术,把处于这些态上的铕原子进一步共振激发到自电离态,从而推断这些态属于单电子激发的束缚Rydberg态还是属于双电子激发的价态,并对Rydberg态的电子组态进行了光谱确认;第二,通过计算这些态相对于各个电离阈的量子亏损并观察它们分别收敛于哪个电离阈,以便获取其主量子数的信息.最后,设计并采用了三种不同的激发路径,分别将原子布居到同一高激发能域并探测它们在该能域的光电离光谱.通过比较这些光谱的异同并结合上述激发路径所对应的跃迁选择定则,便可惟一地确定这些高激发态的总角动量.研究发现:所探测到的高激发束缚态只有三个属于单电子激发的束缚Rydberg态,其余都是价态.本文确定了这三个Rydberg态的电子组态和原子状态.     

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。     

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.     

铕原子4f76pns系列自电离态的光谱和动力学过程

通过共振激发技术和速度影像法对铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态进行了系统性的研究。首先采用三步共振激发技术探测光谱,通过前两步固定波长的激光将铕原子激发到4f⁷6p²态上后扫描第三步激光的波长,使得三步激光的能量总和位于铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态能域附近,从而得到该自电离态的光谱;然后采用速度影像法对其动力学过程进行探测,经过数据分析得到铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态的衰变分支比和弹射电子的角分布。不仅从光谱中观察到了强烈的组态相互作用并且确定了部分能态的总角动量,从自电离弹射电子角分布中观察到铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态复杂的物理机制,还在该能域内观测到了粒子数反转。最后,本文还对孤立实激发技术在探测低n值自电离态光谱的适用性进行了讨论。     

铕原子Rydberg态的场电离研究

利用三步激光共振激发结合场电离探测技术,系统地研究了铕原子归属于第一电离限4f76s 9S4的4f76snp Rydberg态的场电离过程,得到了铕原子4f76snp Rydberg 态的场电离光谱图。在光激发之后施加脉宽为0.2μs的脉冲电场,连续扫描电压得到场电离过程图。从4f76snp Rydberg态的场电离过程图谱中,可以精确地获得态的场电离阈,观察电场逐步从0到3 kV变化时原子的演化过程。特别是,受黑体辐射的影响,一些结构出现在了场电离光谱图上。     

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。     

Ba原子6pnd(J=1,3)自电离光谱的实验研究

采用三台可调渚激光实施孤立实激发,分三步将处于基态的Ba原子激发到6P1/2nd(J=1,3)和6p3/2nd(J=1,3)自电离态上,获得了分别从6snd1D2(n=7-15)和6sad3D2(n=7-12)激发而得到的6p1/2nd(J=1,3)和6p3/2nd(J=1,3)自电离光谱,重点对主量子数n较低的自电离态进行了实验研究.通过光谱的线形拟合得到了上述能级的位置和宽度等数据,进而获得了量子弓损和约化宽度等信息.通过对不同系列的自电离光谱的分析和比较,详细讨论了这些自电离态的光谱特征及其复杂光谱结构的成因.     

铕原子奇宇称高激发态共振电离光谱的研究

采用光电离探测和自电离探测这两种不同的探测方法对铕原子的高激发态光谱进行了详细研究.一方面,采用光电离探测技术,系统测量了在第一电离限之下处于43927—45010 cm^-1能域内的奇宇称能级的光谱.通过光谱定标和误差估算等分析手段,获得了32个共振跃迁峰的位置和强度等光谱信息.并根据所用的激发路线和相关的选择定则等原理,进而确定了这些能级的总角动量. 通过与相关文献资料的对比和分析,研究发现了12个新能级.另一方面,精心设计了一种能够有效识别不同类型高激发态的鉴别方法.对同一能域中 关键词： Eu原子光谱 奇宇称高激发态 孤立实激发（ICE） 自电离探测     

Sm原子的偶宇称高激发态的光谱研究

采用双色三步激发和光电离过程,对Sm原子的偶宇称高激发态的光谱进行了研究.先采用两条激发路线分别将Sm原子两步共振激发至待测的高激发态,然后利用光电离技术对其进行探测.分别将第一束激光的波长固定在627.50nm和624.41nm上,以便将Sm原子从亚稳态共振激发到由4f⁶6s6p电子组态所构成的两个原子状态上.第二束激光在440-700nm的波段范围内扫描,不仅使Sm原子在30040-38065cm^-1能域内的偶宇称高激发态上布居,将其进一步光电离,测量了其光谱.通过光谱定标和选择定则等分析手段,本工作不仅精确获得了136个态的能级位置,而且也唯一确定了其总角动量,并且给出了相关跃迁的相对谱线强度.     

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.     

Branching ratios of autoionization from Eu 4f~76p_(1/2)6d [J] autoionizing states

The autoionization branching ratios from Eu 4f76p1/26 d [J] autoionizing states to its 4f76s+(9So), 4f76s+(7So), and4f75d+(9Do) final ionic states are investigated with the combination of the three-step laser excitation and the velocity-map imaging technique. These different autoionizing states are excited via 4f76s6d8 DJ [J = 5/2, 7/2, and 9/2] intermediate states, respectively. The experimental photoelectron images are obtained, from which energy distributions of ejected electrons are achieved with the mathematical transformation. Furthermore, the energy dependence of the branching ratio is investigated within the autoionization resonance, by which population inversion is observed as an important characteristic.The J-dependence is also studied systematically. The validity of the well-known isolated core excitation technique used for obtaining the autoionization spectrum is also studied.     

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.     

Saturation effects on Ba 6phi （l=0, 2） and 6pnk （｜M｜= 0, 1） autoionization spectra

Using a three-step laser saturation excitation technique, the saturation effects on the Ba 6pns （J = 1） and 6pad （J = 1, 3） autoionization spectra are observed systemically in zero field. These saturation spectra are introduced to determine the high n members of 6pnl （l = 0, 2） autoionizing series and are used to analyse the channel interactions among the autoionizing series in zero field. Furthermore, the saturation excitation technique is applied to the electric field case, in which the saturation spectra of Ba 6pnk （｜M｜= 0, 1） autoionizing Stark states are measured. Most of these saturation spectra are observed for the first time so far as we know, which indicate the mixing of the autoionizing states in the electric fields.     

钡原子6p3/2ns自电离里德伯态的研究

用激光多步激发技术研究了处于6p1/2电离限以下的6p3/2ns自电离态的光谱。 并利用最新的R矩阵的计算结果, 结合多通道量子亏损理论进行了理论分析。 理论结果与实验光谱相符合。     

Three-step laser excitation of the 6p3/2ns,nd, ng autoionizing Rydberg levels via the 6p5f 1/2[5/2]2 level of lead

Odd parity autoionizing Rydberg levels of atomic lead in the energy region above the 6p1/2 ionization threshold have been investigated using three-step laser excitation in conjunction with an atomic beam apparatus. The 6p3/2ns (J = 1, 2), 6p3/2nd (J = 1, 2, 3) and 6p3/2ng (J = 2, 3) levels have been observed from the 6p5f 1/2[5/2]2 intermediate level. Energy values and FWHM of forty levels belonging to the 6p3/2ns, 6p3/2nd and 6p3/2ng configurations are presented. Six levels based on the 6p3/2ng (5, 13 n 15) configurations and three levels attached to the 6p3/28d configuration are reported for the first time. The present study of the low-lying autoionizing levels attached to the 6p3/25g (J = 2, 3) configuration completes the series adjacent to the 6p1/2 limit.     

Application of electric field ionization method to detect the high-lying Rydberg states of Eu I

The 4f~76s(~9S)np 8 P J (J = 5/2, 7/2, 9/2) Rydberg series converging to the first ionization limit 4f 7 6s 9 S 4 of the Eu atom using the three-step laser excitation and electric-field-ionization (EFI) method are studied. First, the Eu atom is excited from the 4f 7 6s 2 8 S o 7/2 ground state to the 4f 7 6s7s 8 S o 7/2 state through the 4f 7 6s6p 10 P 9/2 state by the first two dye lasers. Next, it is populated to many higher-n members of the 4f 7 6s( 9 S)np 8 P J Rydberg series by the third dye laser whose wavelength is scanned within a certain range. Finally, the atom in these higher-n states is ionized by the external pulsed electric field. With the field strength up to 2 kV/cm, we can detect the atom in 4f 7 6s(9 S)np 8 P J states with n 40. With the given laser line width, the level energies of Rydberg states with n as high as 72 can be determined. We not only confirm the previous data on the 4f 7 6s(9 S) np 8 P J Rydberg series, but also extend the n-value assignment significantly by detecting more states.     

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.