应用空心阴极灯激光激发的荧光法研究高激发态镍原子的高分辨光谱

根据具有两条跃迁上能级间隔距离很大而波长差很小的原子谱线的元素在吸收满足共振跃迁的特定波长激光后可能产生波长差很大的非共振荧光线的特点,我们应用空心阴极灯激光激发荧光法,通过探测分别属于z~3D_3~0→f~3D_2和z~1D_2~0→f~1D_2跃迁的5142.77891A和5176.56337A荧光线的轮廓和线宽,间接把上述两条高分辨谱线分辨开。     

调制转移光谱稳频的研究

532nm激光的碘吸收谱线的频率被国际计量委员会(CIPM)推荐用于频率计量标准．激光频率标准对长度和时间的计量是很重要的。碘分子在532nm附近有丰富的强吸收谱线．可以作为频率稳定的绝对参考谱线。使用532nm单块固体激光器，在375kHz新的调制频率下．利用调制转移技术，将激光频率调谐到^127I2的R(56)32—0跃迁的吸收谱线，并观察到该吸收谱线相应的15条超精细结构分量。通过展宽的调制谱线可以看出375kHz的调制频率得到比312kHz调制频率更高的鉴频敏感度．并在实验上成功地将激光频率稳定在碘的超精细吸收谱线的α10，分量上长达10h，估计稳定度在10^-13量级。准确的频率稳定性正在两台激光器上用拍频的方法进行测量。     

锁频点连续可调的激光器稳频技术

实现了利用铯原子圆二向色性激光稳频(DAVLL)技术保证频率的非共振锁定并连续可调。介绍了DAVLL技术用于稳定激光频率的基本原理,指出由于Cs原子复杂的能级结构,导致简单的DAVLL技术此处不再适用,并且发现稳频曲线的零点与磁场强度的大小有关;利用饱和吸收光谱测量磁场对DAVLL谱线鉴频零点的影响,发现激光频率在以Fg=4→Fe=5跃迁红失谐105MHz为中心50MHz范围内线性可调,频率稳定度可达3MHz。     

利用锁相飞秒激光对碘分子R(59)8-4超精细跃迁的绝对频率测量

介绍了633 nm半导体激光频标系统,高重复频率锁相飞秒激光器系统和绝对频率测量系统的建立以及测量碘分子超精细跃迁绝对频率的系统方案.633 nm半导体激光频标采用三次微分稳频方法,将激光频率锁定在碘分子谱线上,获得0.5 mW的稳频激光输出.飞秒激光稳频系统通过锁相电路将飞秒激光的高重复频率(760 MHz)和初始频率稳定在微波频率标准上,从而得到稳定的飞秒光梳,其稳定度优于6.44×10-13.在此基础上建立了绝对频率的直接测量系统,即利用波长计直接测量光梳的齿数n,并通过拍频法,测出633 nm半导体激光频标与飞秒光梳的差频,从而计算出相应谱线的绝对频率.这样,通过锁相飞秒激光器,建立了微波频率标准到光学频率标准的传递,为进一步的基础研究工作奠定了基础.     

原子频标概述

一、引言随着自然科学的发展,特别是量子物理学的发展,出现了一门崭新的学科——微波波谱学。人们发现,某些粒子(原子或分子)具有简单的微波波谱,其超精细能级之间的跃迁频率(微波频带)受自然因素和外界环境的影响比较小。就考虑能不能利用这种特性作为频率与时间的基准。 1945年美国物理学家哥仑比亚大学的LRabi教授建议利用铯束磁共振的方法,建立原子频率和时间标准。四年之后,美国国家标准局(NBS)首先建立利用氨J=3,K=3吸收线稳定晶振的原子钟。到1952年,世界上第     

利用偏振光谱对外腔式半导体激光器实现无调制锁频

将激光器输出频率相对于合适的参考频率标准进行锁定,可以有效地抑制激光器的频率起伏,提高激光器的频率稳定度。对铯原子偏振光谱进行平衡探测,当偏振光谱透射方向与偏振分束棱镜(PBS)偏振面之间的夹角选择合适时,平衡探测后的输出信号即为铯原子D2跃迁线的色散形鉴频信号。实验上实现了波长为852 nm的外腔式半导体激光器对应于铯原子6S1/2(F=4)→6P3/2(F′=5)超精细跃迁线的频率锁定。研究获得在50 s内激光器频率起伏小于±250 kHz,较相同时间内激光器自由运转时的频率起伏3 MHz有显著改善。这种频率锁定的方法不需要对激光器进行调制。     

国外光频标进展

量子频标是依据原子或分子（以下简称粒子)跃迁频率的恒定性建立起来的。从五十年代初就开始利用氨分子在微波段的吸收谱线来测量频率,测量准确度达10^-8。1955年英国Essen第一次制成了铯原子束频标,准确度达到10^-9。到六十年代各种类型量子频标的研究工作都开展起来了,例如光抽运吸收泡型频标、铊原子束型频标和氢振荡器型频标。这些研究工作均取得飞快进展,并研制出稳定度和准确度很好的量子频标,其中铯原子束频标的准确度始终领先。图1给出了到目前为止历年来微波量子频标进展的示意图。1967年第13次国际权度会议通过以Cs133原子基态超精细能级跃迁辐射的9192631770个周期（长度)为一秒,建立了原子吋基准。Cs133原子束频标也就是频率的基准。     

囚禁汞（199Hg+）离子Zeeman谱及磁场效应

囚禁汞离子的光微波双共振实验是开展汞离子微波频标的实验基础。二级Zeeman效应是影响频率稳定度和磁场效应的重要因素之一。利用光学微波双共振方法测量了囚禁199Hg+离子基态Zeeman分裂。通过减小微波扫描的频率范围,得到钟跃迁频率和谱线线宽。采用磁屏蔽材料（坡莫合金）对离子阱囚禁区域的磁场进行屏蔽。使得囚禁汞离子的钟跃迁谱线的线宽减小到1.5Hz。相对于无磁场屏蔽时,钟跃迁频率减小13.5Hz,并利用二级Zeeman效应估算出磁屏蔽后离子囚禁区域磁场大小为0.1高斯。     

应用激光激发的原子荧光法在低分辨率检测系统中间接观测氖原子的高分辨率光谱

应用激光激发的原子荧光法,在低分辨率检测系统中间接观测到氖原子2p_3→4s_1~1和2p_7→4d_3跃迁的高分辨光谱.进一步证实以前认定的氖原子谱线5919.037为2p_7→4d_3跃迁的结论是正确的.     

能提供高功率的Ar/Xe和F激光谱线的ArF/XeF准分子激光器

电激发的ArF/XeF准分子激光器中，在产生准分子辐射之前，观察到了稀有气体及氟原子谱线的激光发射。一些Ar/Xe的谱线终止于亚稳能级，它们对于了解ArF/XeF准分子的形成有很重要的意义。观察到了五条新的氟原子激光谱线。讨论了这些脉冲工作的原子、分子激光谱线在研究高气压放电条件下准分子态激发动力学的作用。     

LD相对于铯原子超精细跃迁线的偏频锁定

对于单纵模半导体激光器（ＬＤ）,应用往返两次通过一个声光频移系统的方法,结合铯原子饱和吸收稳频技术,实现了激光频率相对于铯原子Ｄ２线６２Ｓ１／２（Ｆ＝４）→６２Ｐ３／２（Ｆ′＝５）超精细跃迁的偏频锁定。其特点是可通过调谐声光频移系统的工作频率方便地改变偏频量,而不需要对光路进行再调整     

具有卓越性能的原子激光

加利福尼亚技术研究所从事“单个-原子”激光研究的科学家已经研制出一种新型器件。该器件无阈值激射,其发射均匀而规则。以前的“单个-原子”是通过一个光学谐振腔的原子束中的单原子进行激发,而新装置的不同之处在于它仅利用一个原子。科学家们将其称为“单个-同一原子”的激光。据相关科技人员介绍:这个新装置利用铯的852.4nm附近D2谱线的跃迁,并用一个外设的激光器泵浦铯原子使其达到激发态。由于这种激射跃迁是与谐振腔的模式共振的,并强烈地与谐振模式相耦合,所以这种原子的发射主要是进入了高精密的42.2mm×23.6μm的谐振腔,而不是…     

碘激光的大气吸收特性

用激光长程吸收光谱方法测量了实际大气的高分辨率吸收光谱,测量了水汽分子的谱线参数.实验表明,水汽分子的吸收是最重要的大气吸收.碘激光波长恰好处在大气微窗口.但是,对于强激光的传输,微弱的吸收也能产生很强的非线性效应.利用自测的谱线参数和HITRAN数据库,采用计算线翼吸收的方法,我们计算了不同模式大气的吸收系数和大气透过率.中纬度夏季海平面的大气分子吸收系数在0.1～0.01 /km量级.由于大气中的水汽浓度(湿度)直接影响碘激光的大气吸收强度,在我国,由南向北,由夏到冬,水汽浓度减少,碘激光的大气吸收率递减.此外,碘激光垂直向上传输比海平面水平传输有利.第三,碘原子的跃迁有6条超精细谱线,碘激光的超精细结构对传输有重要影响,其中3个频率的大气吸收比较小.计算表明,单一最强跃迁频率的碘激光的大气吸收比多谱线的碘激光小,因而更有利于大气传输.在中纬度夏季,它垂直向上全程的大气分子吸收率与多谱线碘激光水平传输1 km相当,为9.0 %.本文介绍测量实验方法和计算分析结果.(OG18)     

Cl分子多光子离化谱和三次谐波效应

双原子卤素小分子的高激发电子态的结构及性质的研究一直是原子、分子物理学最受重视的研究课题之一。近几年,紫外大功率惰性气体卤化物准分子激光器的广泛应用及发展,卤索分子木身激光作用的发现更诱发了人们对关联于激光跃迁及准分子形成动力学的卤素分子高激发电子态研究的兴趣。本工作我们用线偏振和园编振光激发的3+1多光子离化谱技术详细研究了Cl_2分子能量在8.86—10eV区间高激发Rydberg态的结构及性质。与单光子UVU光谱结果相比,发现并分配了一个新的u对称性的Rydberg态,仔细考察了由于Cl_2分子单光子分解产物Cl原子的三光子共振跃迁产生的三次谐波发射(THG)及其对Cl_2分子三光子跃迁过程的影响。     

用于里德堡原子激发的激光系统实现

里德堡原子具有较大的电偶极矩,可以作为一种对微波场强具有高灵敏度的传感器。制备铯里德堡原子需要852 nm和509 nm单频窄线宽可调谐激光系统,目前的509 nm激光系统多为实验室用样机,稳定性和实用性较差。本文提出了一种结构稳定的猫眼式激光系统,该系统可实现200 m W,1018 nm和50 m W,852 nm单频激光输出,采用电流、压电调节方式实现激光波长调谐和频率锁定;将1018 nm激光作为种子源,激光经过窄线宽掺镱光纤放大器后将功率放大至5 W,之后进入光纤耦合式单通掺氧化镁周期极化铌酸锂(Mg O∶PPLN)晶体进行倍频,实现了大于470 m W的509 nm激光输出。基于此激光系统实现了n=67的里德堡原子制备,得到了线宽约为5 MHz的D态电磁诱导透明光谱,为后续构建量子微波场强测量装置提供了核心单元。     

1.5μm半导体激光器绝对频率标准

基于NH_3分子在近红外波段振转能级跃迁机制,作者将1.5μm GRIN-ROD外腔InGaAsP BH激光器频率锁定到NH_3吸收谱线上,它的波长是15196。作为一个绝对的频率标准,该系统长时间的频率漂移和抖动小于1MHz。     

铷87原子双光子跃迁光谱稳频特性研究

铷87的双光子光谱具有高信噪比、无多普勒展宽、窄线宽等特点。构建了基于⁸⁷Rb原子双光子跃迁的光学频率参考，分析测试了影响其短期稳定度的因素。利用778 nm外腔半导体激光器激发双光子跃迁产生420 nm荧光信号，通过荧光信号锁定激光器频率。探讨了谱线线宽、信噪比、功率、温度相关的谱线展宽、光频移、系统结构稳定性和调制宽度等对频移和稳定度的影响。采用螺栓锁紧结构固定光学元件，大幅改善了光学对准引起的稳频误差，通过直接调制激光器电流实现了秒级稳定度为1.5×10^-12、500 s稳定度为2.88×10^-13的光学频率参考。与其他基于饱和吸收的光学频率参考相比，构建的基于⁸⁷Rb原子双光子跃迁的光学频率参考的稳定度提高了10～100倍。光学对准对于提高荧光探测信噪比和优化长期稳定度具有重要意义。验证了内调制实现双光子光学频率参考的可行性，并提出了进一步优化短期稳定度和长期稳定度可采用的技术方案。     

原子干涉仪中拉曼激光的相位-频率双调制稳频

为降低拉曼激光的频率噪声,提出了一种相位-频率双调制稳频技术。用光纤电光相位调制器对激光进行调制并产生大失谐边带;用射频信号对光纤相位调制器的微波驱动信号进行频率调制,通过锁相放大法将一个大失谐边带锁到铷原子的饱和吸收谱线上。利用该技术实现了拉曼种子激光的稳频和2 GHz的移频,拉曼激光的线宽大幅压窄到56 kHz,预期拉曼激光频率噪声引起的原子干涉重力仪的单次测量噪声可降低到7×10-9/s2。     

Na2激光器产生宽带输出

美国衣阿华大学激光室的J. T. Bahns及其同事报导，首次从光致激发的钠分子获得了较宽的宽带激光输出。用氪激光的568毫微米的谱线泵浦，钠在720和830毫微米之间发射。除了由束缚-束缚态跃迁产生通常的谱线成分之外，还有从束缚-自由态跃迁形成的大约有5亳微米宽度的特殊谱线，其峰值位于805和817.5毫微米。     

OA激光物理

激光抽运铯束频标中的最佳原子速度问题 *陈景标　张军海　王凤芝　杨东海　王义遒(北京大学电子学系 ,北京 10 0 871)着重探讨激光抽运斜入射激光检测铯原子束频标中的不同速度原子对荧光信号强度、Ramsey谱线宽度、束管优值的影响。理论结果表明 ,在相同的噪声条件下 10 0°C铯炉温度时 ,束管的最大优值出现在平均速度为 15 3m/ s的原子群上。在装有自由漂移区长度为 12 6mm的 Ramsey微波腔的小铯束管上 ,10 0°C铯炉温度在 66.5°斜光检测时 Ramsey频谱的线宽是 10 5 0 Hz。实验结果表明利用慢速原子群可以得到线宽在 35 0Hz左右甚至…