纳秒激光诱导铜等离子体中原子激发态5s′~4D_(7/2)的瞬态特性研究

利用时间分辨光谱技术,研究了激光诱导Cu等离子体中激发态5s′4D7/2的形成及其辐射跃迁的瞬态特性.结果表明:在激发态5s′4D7/2原子的制备过程中,电子离子复合、粒子间碰撞机理在不同时刻分别起主导作用.激光峰值到达金属表面后500ns期间,粒子间的剧烈碰撞作用使得激发态5s′4D7/2主要通过向低能态4p′4F9o/2跃迁来转移能量.500ns以后,激发态5s′4D7/2通过以相同的概率辐射CuI465.11nm和CuI529.25nm特征谱线向低能态4p′4F9o/2和4p′4D7o/2转移能量.     

质子碰撞硼原子非辐射的电荷转移过程

重粒子碰撞中的电子转移涉及复杂的电子关联机制,极大地影响等离子体中电荷态平衡,也是X射线的辐射的重要来源之一.电子转移截面与速率系数是国防工业发展核聚变等离子体所需要的重要原子参数.基于全量子的非辐射分子轨道密耦合方法,系统研究了质子碰撞硼原子在10^-3—10³ eV/u能量区间内的硼原子电子转移过程.计算采用多参考组:态方法得到总共15个电子转移、激发以及弹性散射的通道,每个通道对应的分子态能量得到了与实验符合较好的结果.分子态的绝热势能曲线间的避免交叉现象明显,构成了电子转移的主要途径.计算发现,质子碰撞硼原子过程中2s轨道的电子转移是占主导地位,2p轨道的电子转移贡献较小.在低能区,电子转移截面出现了明显的量子共振现象,这些共振主要来源于不同能量通道的耦合.此外,还计算了不同温度下的质子碰撞硼原子的电子转移速率,该速率可为复杂等离子体环境的模拟诊断提供重要的原子参数支持.     

激光烧蚀Al热原子与CF4,CCl4,CH2Br2反应中激发态C2的形成

脉冲激光烧蚀平面铝靶产生的热原子与气相CF4,CCl4,CH2Br2的碰撞反应中,在430～600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱,它们可归属为Swan带的d^3Ⅱg=a^3Ⅱu跃迁中△v=2,1,0,-1,-2五个振动序列(v′≤6)。谱强度分析表明,C2激发态可很好的用热平衡描述,其振动温度达6000K左右。同时在△v=0和-1的振动带间观测到振荡的谱峰,它们是转动谱线叠加的结果。激光烧蚀Al产生的等离子体在膨胀中产生的激波及其本身的动能与反应气体碰撞使其解离产生C,然后复合形成C2。C2激发态d可能是通过激发态的Al(^2S)经近共振传能产生,也不排除在有足够碰撞能下优先形成C2激发态b,再通过与d态的v′=6能级交叉无辐射跃迁而进入d态。     

Ca原子4s2-4s4p电子碰撞激发特性

基于全相对论扭曲波（RDW）电子碰撞激发计算程序REIE06,系统计算了Ca原子基态3p64s2 1S0到激发态3p64s4p 3P0,1,2 1P1精细结构能级的碰撞截面,总结了在不同入射电子能量下碰撞截面的变化规律。目前计算中,细致考虑了电子关联效应和Breit相互作用,计算结果与已有的理论计算进行比较,对实验值的相对误差较小。     

夫兰克-赫兹实验中的气体击穿现象与空间电荷影响

实验采用充汞夫兰克-赫兹管(F-H管)测定汞的第一激发态(6~3P_1态)电位。当_电子在加速场中所获得的能量小于原子第一激发态的能量时,电子与原子的碰撞只能是弹性碰撞,根据理论计算,碰撞后电子损失的动能与原有动能的比值为δ=4mM/(m+M)~2cos~2θ=4r/(1+k)~2cos~2θ(1)式中k=M/m为原子与电子的质量比,因k》1, δ_max=4k/(1+k)~2=4/k→0即弹性碰撞时,电子几乎不损失能量。而当电子在加速场中所获得的能量等于或大于原子某一激发态的能量时,原子将被激发,这时碰撞为非弹性碰撞,据计算     

K-Cs混合蒸气中K(4P)+Cs(5D)碰撞能量合并

测量了K- Cs混合蒸气中碰撞能量合并过程K(4P) +Cs(5D)→Cs(6S) +K(4D ,6S)速率系数,测量是相对于已知速率系数的过程[即Cs(6P) +Cs(5D)→Cs(6S) +Cs(7DJ) ]进行的。利用激光光解K2 和Cs2分子,得到Cs(6P ,5D)和K(4P)态原子,探测直接由光解离产生的原子发射的与由碰撞转移而布居的原子激发态发射的荧光的相对强度,结合Cs(6P)和K(4P)态的有效寿命,得到异核碰撞能量合并速率系数分别为2. 6×10 -9和3 .6×10 -9cm3 ·s-1。讨论了其他过程对速率系数的影响。     

K(6S)+H2→K(4D)+H2的碰撞能量转移

激光双光子激发K原子至6s或4D态,测鼍了K(6S,4D)与H2的碰撞转移截面.池温在413K,H2气压在4～40 Pa范围内,K(6S,4D)-K的碰撞效应可略去.在激发6S态的情况下,记录6S→4P时间分辨荧光信号,从荧光强度的对数描绘出的直线斜率得到6S态的有效寿命,而4D态的布居随H2的增加而增加,因此引起4D→4P跃迁谱线的增强.在激发4D态的情况下,采用类似方法得到4D态的有效寿命,由Stern Volmet方程,测得6S和4D态的辐射寿命分别为(97±15)ns和(300±45)ns.激发态K原子总的碰撞去佰居截面为(1.6±0.3)×10-14cm2(对6S态)和(40±6)×10-16cm2(对4D态).该总截面中包含向K原子激发态的非反应碰撞转移截面以及与H2反应生成KH的反应截面.激发6S态,测量4D→4P的时间积分荧光强度随H2气压的变化,得到6S→4D的碰撞转移截面为(1.4±0.3)×10-14cm2.由此得到结论:K(6S)态主要是通过物理猝灭到K(4D)态,虽然在K(6S)+H2的碰撞中,观察到了由于化学反应生成的KH的存在.     

含色心BaMgF4晶体电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分法(DV-X)研究BaMgF4晶体中F型色心的电子结构.计算中采用冻结原子核的H原子模拟F心,在DV-Xα源程序增加H原子2p态,使F心激发态的计算结果在物理上更加合理.计算结果表明,F心的基态和激发态均出现在禁带中;并用过渡态的方法计算得到F心的电子从基态到激发态的光学跃迁能量为5.12eV,对应242nm处的吸收带,计算结果与实验结果吻合得很好,因此,推测F心在BaMgF4晶体中引起236～274 nm的吸收.     

e-Ar(3p54s,J=2)的微分散射截面

电子与氩原子激发态的碰撞是个很重要的过程，对研究发射的光谱、激光物理和等离子体过程都很有意义.分析3p⁵4s的3p⁵4p J=3能级截面提供了很有价值的原子物理过程，也为在强激光场作用下氩原子发射高次谐波的单原子行为提供依据. 关键词：     

氢离子与里德堡态锂原子碰撞中的电荷转移过程

利用双中心原子轨道强耦合方法研究了H+离子与里德堡态的Li(5d)原子碰撞的电荷转移过程,计算了5d电子转移到氢原子各个次壳层的态选择截面及总截面.研究了态选择截面随俘获电子主量子数及角量子数变化的规律,并尝试给出了解析的标度关系;探讨了标度规律随入射粒子能量的变化,分析了高激发态电子电荷转移过程的动力学机制.     

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~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.     

Excited-configuration metastable level lifetimes of Cl-like Mn IX and Fe X

Forbidden transitions from levels with 3P and 1D cores in excited configurations of Cl-like Mn IX and Fe X have been isolated using interference filters. The fluorescence decay lifetimes of ions orbiting in a Kingdon ion trap were measured. New relativistic configuration interaction calculations of relevant level lifetimes, to aid the analysis, based on B-spline basis sets, are also presented. Line identifications and experimental lifetimes are Mn IX ((4)D(7/2)-(4)F(9/2)):363(-3/+7) nm; tau(Mn IX3p(4)(3P)3d (4)F(9/2)) = 210+/-42 ms; tau(Fe X,3p(4)(3P)3d (4)F(9/2)) = 85.7+/-9.2 ms; tau(Fe X,3p(4)(3P)3d (4)F(7/2)) = 93+/-30 ms; and tau(Fe X, 3p(4)(1D)3d (2)G(9/2)) = 17.8+/-3.1 ms.     

掺杂三价铽离子的碱土金属钨酸盐的光谱特性研究

本文合成了一系列掺杂三价铽离子的碱土金属钨酸盐,测定了晶体的X射线粉末衍射数据及发射光谱和激发光谱.所合成的化合物均属四方晶系,I41/a空间群,晶胞多数随金属离子半径的增大而增大.研究了在这些晶体中三价铽离子5D3→7Fi和5D4→7Fi跃迁发射的激发态及其能量传递机理和浓度猝灭机制.讨论了发射光谱和激发光谱与铽离子浓度、金属离子半径及铽离子在晶体中的溶解度的关系.     

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。     

香豆素C1F和C2F在醇类溶剂中的激发态溶剂效应

本文在Grabowski模型基础上,提出了一种描述TICT态生成动力学的理论模型,并采用时间相关单光予计数荧光光谱方法,测量了香豆素C1F和C2F在醇类溶剂中的荧光寿命,考察了各种溶剂效应(极性、粘度和温度)对TICT态生成速率的影响,并将结果与DSE关系比较,指出在醇类溶剂中,氢链效应的影响是十分重要的.     

CF4/Ar微波放电与CS2反应的可见化学发光研究

利用交叉分子束-化学发光研究方法,研究了气相条件下不同反应压力时CF4／Ar微波放电的产物与二硫化碳CS的交叉反应在可见区(300～900nm)的化学发光,利用密度泛函B3LYP和二阶微扰MP2理论分别在6-311 G(3df,2pd)和6-311 G(d,p)基组下计算了可能的反应产物电子基态的构型和振动频率,将得到的光谱标识为F2S2电子激发态的发射谱,通过对光谱和产物的分析,认为微波放电得到的亚稳态的Ar原子与CS发生碰撞反应使CS解离为S原子和CS,解离得到的S原子与微波放电产生的F原子发生多步反应得到了F2S2的激发态。     

Time-resolved spectroscopy for 5s~('4)D_(7/2) state transitions undergoing electron–ion recombination in femtosecond laser-produced copper plasma

In the femtosecond laser-produced Cu-plasma, the transient transition dynamics that the excited state 5s~('4)D_(7/2) via electron–ion recombination transfers to 4p~('4)F_(9/2)~0(465.11 nm, Λ1 line) and 4p~('4)D_(7/2)~0(529.25 nm, Λ_2 line) states are investigated by using the time-resolved spectroscopy. The occupation number and relevant lifetime of the excited state 5s~('4)D_(7/2),the temporal evolutions of spectral intensities for Λ_1 line and Λ_2 line emissions are demonstrated to be in direct proportion to the employed laser intensity, which reveals the transient features of transition dynamics clearly differing from that resulted in the traditional collision excitation. Furthermore, some unique characteristics for Λ_1 and Λ_2 transitions stemming from electron–ion recombination are examined in detail.