全国激光光谱、第三届激光基本问题联合讨论会学术论文摘要（Ⅱ）

·双光子跃迁的动力学过程 刘屹(长春光机学院) 高晓星(白求恩医科大学物理教研室) 本文从半经典理论出发,讨论了双光子跃迁的基本动力学过程及其跃迁几率,吸收截面、光谱线型和选择定则等参量,对单光子和双光子的有关过程进行了比较。 ·原子检测的激光增强电离光谱方法 丁大军、张在宣(吉林大学物理系、原子分子     

碱金属分子扩散带激励机制

碱金属分子扩散带可望产生10~2A量级的可调谐激光,但其激励机制尚未完全搞清。本文就其三种激励方式(单光子泵浦;双光子泵浦;光泵自展宽D_2线)进行了分析讨论:单光子泵浦碱分子形成扩散带的主要原因是被激发到较高单态的碱金属分子与原子碰撞使扩散带上能级集居粒子数;双光子泵浦产生扩散带的原因可能是:①A~1∑_u~+和b~8∏_u能     

NO分子Α~2Σ~+和Ε~2Σ~+能级的LIF光谱

本文报道了单光子激发NO分子A~2∑~+(υ=0)能级的LIF光谱研究,其观测到A~2Σ~+(o=0)→X~2Ⅱ(1″=0～11)跃迁的12个振动带。运用两步激发的方法,研究了E~2Σ~+(扣=0)能级激发后在紫外波段的LIF光谱,明显测量到了E~2Σ~+(1=0)能级直接跃迁到基态X~2Ⅱ的荧光振动带。     

高气压Ne原子大功率准连续激光器在可见波段p—s跃迁上的振荡

用高速电子泵浦稀有气体时，由于电子-离子复合而产生惰性原子激发能级p(d)能级的选择粒子数布居。这可以获得近红外波段的Xe的d-p跃迁的大功率准连续振荡。由于激光的下亚稳能级“清除”较慢， 稀有气体原子的p-s跃迁在可见光谱区的类似振荡状态直到现在还没有获得成功。     

准分子离子Kr+Li的真空紫外发射及其 电子束激发动力学

由相对论电子束激发稀有气体Kr和碱金属Li的混合蒸气,观察到来自Kr Li准分子离子的真空紫外发射带(147nm和149nm)。讨论了发射光谱的温度和气体密度依赖特性以及电子束激发的动力学过程。经理论计算,两个发射带被分别标识为(KrLi) 离子准分子的21Σ →11Σ 和11Π→11Σ 跃迁。另外,在Xe/Li混合蒸气中观察到的186nm和189nm辐射带也被标识为准分子离子Xe Li对应能级之间的跃迁。     

两原子—光场系统中原子和场的纯态演化

研究了两个能级原子通过双光子跃迁与相干光场的相互作用过程中原子和场的纯态演化规律以及原子的崩溃与回复效应，讨论了原子间的偶极相互作用对它们的影响。     

激光光压偏转原子束分离锂同位素

我们用激光光压偏转原子束进行了锂同位素分离实验。准直比为450:1的原子束装置炉温600℃时发生的原子束的密度为10~9个原子/厘米~3,可调谐连续染料激光经柱面镜系统扩束后与原子束正交。激光线宽6兆赫。在1厘米长的交叉区域内功率密度为70毫瓦/厘米~2。当激光频率对准~7Li2~2P_(3/2)F=3←2~2S_(1/2),F=2跃迁时,~7Li 原子从束中偏转。用可移动的四极质谱探头对无激光作用和有激光作用情况下的束分布进行了测量。每个初始处于2~2Sd(1/2)F=2态的~7Li 原子吸收——自发辐射光子的平均数约为22、~7Li 原子从束中部分偏转,~6Li 在残余束中被富集。被偏转的原子中几乎不含~6Li,为非常纯~7Li。当激光频率对准~6Li 和~7Li 的2~2P←2~2S 跃迁的其他超精细跃迁时,未看到明显的偏转,这是由于基态超精细能级的光泵浦效应所致。     

多原子体系与单模光场的多光子相互作用

本文首先用Dicke态的缀饰原子态的方法,得到了多原子体系与单模光场的多光子相互作用下原子一光场体系量子态随时间演化的精确解。进而又研究了原子体系的粒子数反转、光场的压缩效应和反聚束效应随时间演化的规律。通过对多原子与光场的单光子相互作用(简称单光子作用)和双光子相互作用(简称双光子作用)的数值计算,我们得到了以下一些主要结论:     

铅蒸气激光器

我们利用实验室里现有的进行铜蒸气激光实验的装置,进行了Au、Ba、Pb等蒸气激光器的实验。本文主要报告Pb蒸气激光器(7229(?)波长)的实验结果。 铅原子的基态是6p~2(3p),上激光能级是第一共振能级6s~26P7s(~3p_1~0),7229(?)波长的下激光能级是6S~26p~2(~1D_2),有关能级图见图10但是,激光跃迁~3p_1~0→~1D_2是三重态到单重态的跃迁,在L-S耦     

利用激光边带注入法实现光脉冲的减速和存储

基于激光边带注入法在铷原子蒸气中实现了电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.为实现对铷原子的相干操控,将主激光器的输出锁定在铷87原子D1线F=1→F'=2的跃迁谱线上,经6.8 GHz电光调制器(EOM)调制后,负一阶频率边带与D1线F=2→F'=2跃迁频率共振.将负一阶频率边带注入锁定从激光器,主激光器和从激光器输出的两束激光和铷原子的两基态超精细能级达到双光子共振,实现相干操控铷原子.将主激光器和从激光器输出的两束激光作为探测光和耦合光输入到铷泡中,通过操控两光束的波形和开关观察到电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.     

δ掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱的拉曼光谱

通过显微拉曼(Raman)光谱仪,对一系列δ掺杂GaAs/AlAs量子阱中浅受主铍(Be)原子能级间跃迁进行了研究.实验样品是利用分子束外延技术生长在GaAs衬底(100)面上的GaAs/AlAs多量子阱,阱宽范围从30到200 A,并在阱中央进行了受主Be原子的δ掺杂.在4.2 K液氦温度下,对样品进行了Raman光谱测量,并与光致发光(PL)光谱进行了对比,清楚地观测到了受主原子从基态能级1S_(3/2)(Γ_6)到第一激发态能级2S_(3/2)(Γ_6)之间的跃迁.根据量子力学中的变分原理和打靶法算法,计算了量子阱中类氢受主Be原子1 s到2 s能级间跃迁能量,并和实验结果进行了比较.计算结果表明,受主1 s到2 s能级间跃迁的能量随量子阱宽度减小而单调增加,并且与实验结果符合较好.     

铷原子4D_(5/2)态双光子偏振光谱及其在1.5μm激光稳频中的应用

介绍了基于87 Rb原子5S1/2-5P3/2-4D5/2阶梯型能级系统中的双光子偏振光谱。与其他跃迁相比,循环跃迁的信噪比最好。研究了双光子偏振光谱循环跃迁线信号强度随抽运光光强的变化情况。利用双光子偏振光谱,将1529nm半导体激光器的频率锁定于87 Rb原子的5P3/2(F′=3)-4D5/2(F″=4)跃迁线上,当取样时间τ=100s时阿仑方差最小,为σy(τ)=1.3×10-11。与自由运转相比,该方法显著地改善了1529nm激光器长期频率稳定度。     

钾蒸汽中由能量积聚效应产生的分子扩散带受激辐射

本文报道了在K2－K混合系统中由单光子共振激发原子于4P能级，通过4P原子的能量积聚效应及原子──分子的碰撞能量转移过程使分子在高位三重态获得布居，从而产生的扩散带受激辐射．至今已经发现了多种产生分子扩散带的机制．在钠分于中，由单光子或双光子激发销原子于3P能级或4D（或4F）能级，以及在宽波段范围内由可调谐激光双光子激发钠分子获得了紫区430．0nm附近的扩散带受激辐射以及360.0nm附近的扩散带受激辐射；对于锂分子，以双光子共振激发锂原子4S能级，产生蓝区扩散带受激辐射，以紫外单光子激发锂分子态或光-光双共振激发…     

比较发光法与双光子吸收的特性

在非线性光学中,双光子吸收是一个重要的课题。目前,关于这一课题的实验与理论研究,已被广泛用于光谱技术、基本参数测量和光学多稳态的探讨等方面。有些书籍或文章在论及双光子吸收时说:对于那些电偶极禁戒跃迁的能级能够发生双光子吸收。那么由此能否说双光子吸收具有四极跃迁的形式呢?对单光子吸收是“允许”的能级能否发生双光子吸收呢?本文从以下几个方面讨论了这些问题。     

钠共振线的自增宽和3~2P_(3/2,1/2)能级间的碰撞转移率

本文用实验方法确定钠D线的共振自增宽率系数K_(br)和钠的二个精细结构能级(3~2P_(3/2,1/2))与基态钠原子碰撞而产生的激发转移率.这个过程可用Na(3~2P_(3/2))+     

F原子3p~4S~0-3s~4P跃迁产生的激光

用角动量理论和库仑近似法计算了F原子和Si~+离子有关跃迁几率和能级寿命。证实634.8nm激光系由F原子3p~4S_(3/2)~0-3s~4P9_(3/2)跃迁产生。     

利用激光泵浦测量传能反应Xe(~3P_(0,2)) N_2的绝对截面

在束-气池构型下用脉冲激光泵浦技术测量了亚稳态Xe(~3P_0)和Xe(~3P_2)与N_2传能生成N_2(B,v)的绝对截面.并讨论了该方法在研究亚稳态原子传能及反应中的适用性.     

~4F_(3/2)→~4I_(11/2)和~4F_(3/2)→~4I_(13/2)跃迁的掺Nd~(3 )铍酸镧晶体的生长、光谱和激光性能

在77K和300K下对a、b、c三个结晶取向La_2Be_2O_5晶体中Nd~(3 )的~4F_(3/2)→~4I_(11/2)主跃迁和~4F_(3/2)→~4I_(13/2)次跃迁多重态间荧光强度各向异性进行了详细研究。对~4F_(3/2)→~4I_(11/2,13/2)频道测定了主光谱特性的取向值,包括斯塔克荧光分支比β_(ij)~(or),跃迁峰值和有效截面(σ_(e、ij)~(or)和σ_e~(off))以及在此跃迁波长下激发的受激发射。在77～300K温度范围内,对~4F_(3/2)→~4I_(11/2)跃迁频道研究了(F‖C) La_2Be_2O_5:Nd~(3 )晶体激光谱线的温度特性。在液氮温度范围内观察到了1.0694和1.0785微米激光谱线的再转换。根据光谱研究解释了这种效应。重新找到La_2Be_2O_5晶体中Nd~(3 )离子的斯塔克能级的能量并核对了所有激发激光谱线。对La_2Be_2O_5中Pr~(3 )离子的光谱性能进行了初步分析,并确定了多重态晶场分裂图,其能级间的跃迁符合La_2Be_2O_5晶体的光学透明带。     

NO分子X2Π→A2Σ双光子跃迁选择定则的讨论

利用共振增强多光子离化光谱技术 ,获得了NO分子A2 Σ(υ′=0 ,1)态的 2 2共振多光子离化光谱。通过对上述离化过程中NO分子所表现出的不同于普通双原子分子的双光子跃迁选择定则的分析与讨论 ,得出NO分子由基态向A2 Σ态的双光子跃迁遵循与碱金属原子双光子跃迁选择定则相类似的结论 ,并利用NO分子A2 Σ(υ′ =0 ,1)态的双光子荧光激发光谱对上述分析结论进行了进一步的确认。     

用两步紫外光激发场致电离方法研穷Au原子的高里德伯态

用两束紫外激光将Au原子激发到不同主量子数n的里德伯态,然后加脉冲电场使处于里德伯态的Au原子电离,用飞行时间谱仪收集和测量电离离子。我们用此方法较系统地研究了Au原子的高n里德伯态。测量了n~2D_(3/2)(n=18-58)n~2S_(1/2)(n=21-50)两通道的70条能级的位置,计算了各能级的量子亏损,并拟合出了金原子的第一电离阈值。