1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100000
喷泉钟量子化轴磁场的空间均匀性和时间稳定性是制约原子钟输出频率稳定度和不确定度的重要因素。从外磁场屏蔽、磁场线圈设计、线圈电流源稳定性等方面考虑,构建并优化设计了一套可搬运铷喷泉原子钟量子化轴磁场系统。为了消除环境磁场对量子化轴磁场的影响,使用5层坡莫合金磁屏蔽进行外磁场的屏蔽;利用4组对称的补偿线圈,通过计算给予合适的电流,获得喷泉钟内部30 cm原子自由飞行尺度内磁场波动小于1 nT;通过改善C场供电电流方式,从而优化量子化轴磁场的时间稳定性,磁场随时间的波动小于0.1 nT。优化后喷泉钟长期频率稳定度达2.9×10 -16,磁场空间分布不均匀性带来的二阶塞曼频移不确定度为3.4×10 -19,由磁场随时间波动带来的二阶塞曼频移的不确定度为5.1×10 -17。
原子与分子物理学 塞曼效应 超精细结构 原子钟 磁敏跃迁法 光学学报
2021, 41(19): 1902001
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
构建了氟化汞(
202Hg
19F)分子
2Σ1/2和
2 Π1/2态的有效自旋转动哈密顿量,并计算了该分子基态的超精细结构及其在外电场中的斯塔克分裂和外磁场中的塞曼分裂。运用一阶微扰理论,计算模拟了g-因子在外电场中的变化。探讨了利用
202Hg
19F分子N=1, J=1/2, F=1, MF=±1 态测量电子电偶极矩的可能性(N、J、F为角动量量子数)。
原子与分子物理学 超精细结构 斯塔克分裂 塞曼分裂 g-因子 自旋转动
四川师范大学 物理与电子工程学院，成都 610101
在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上，结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C3H7NO2∶VO2+ 晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱，及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果，发现高价钒离子(V4+)掺杂在C3H7NO2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.
超精细结构 EPR参量 晶体场理论 CT机制 Hyperfine structure Spin Hamiltonian parameters Crystal field theory CT mechanism C3H7NO2∶VO2+ C3H7NO2∶VO2+
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
半导体抽运碱金属蒸气激光器（DPAL）具有量子效率高、气体介质循环流动散热、全电操作、结构紧凑等特点，是极具发展潜力的新型高能激光光源。其中，增益介质内碱金属原子浓度测量是对DPAL进行诊断测试的重要研究内容。通过利用单频分布布拉格反射(DBR)激光器波长扫描测量铷蒸气的吸收光谱，采用对激光器进行温度调节与电流扫描相结合的方法进行扫描光谱范围拼接，利用无跳模调谐范围为23 GHz的激光器实现了100 GHz的无跳模光谱扫描范围，在此基础上测量了充入大气压量级缓冲气体铷蒸气的完整吸收光谱。通过与理论计算结果进行参数拟合得到了铷原子浓度。该方法可应用于高功率抽运条件下流动介质DPAL中碱金属原子浓度的测量。
激光器 碱金属蒸气激光器 原子浓度 吸收谱 超精细结构 DBR激光器
为了得到在高背景噪音下对弱信号光的提取, 实验研究了基于87Rb D1线5S1/2 F=2→5P1/2 F′=1跃迁的795 nm法拉第反常色散光学滤波器.充铷的样品池所含87Rb的比例高于自然铷, 样品池处在均匀的磁场中并且夹在两个相互正交的偏振片之间.入射的探测光通过样品池, 与原子相互作用, 由于法拉第旋转效应实现滤波功能.改变实验条件, 透射结果随之明显变化.当温度从340 K升高到360 K, 透射谱的变化情况被细致记录, 并且分析了导致透射情况变化的原因.在适当的工作温度以及磁场条件下, 得到线宽为约220 MHz的超窄带透射谱线, 谱线透过率约为48%.87Rb D1线的实验结果优于85Rb的吸收线.
滤波器 反常色散 超精细结构 法拉第旋转 Filter Anomalous dispersion Hyperfine structure Faraday rotation
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院冷原子物理中心, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院研究生院, 北京 100049
提出并演示了一种光泵预选态的原子光谱测量方法, 并对Ba原子的6s5d 3D态与6p5d 3F态的超精细结构及该跃迁的同位素移动进行了直接测量。 首先利用791 nm的激光激发Ba原子特定同位素及特定超精细结构的6s6s 1S0→6s6p 3P1跃迁, 并利用6s6p 3P1→6s5d 3D2的自发辐射有选择地分别将这些同位素制备到6s5d 3D2态不同的超精细能级上, 再用778 nm的激光扫出对应的6s5d 3D2→6p5d 3F2跃迁的荧光光谱, 通过这几组光谱之间的对比直接实现了对22条超精细谱线的认定和归属, 从而得到了135Ba和137Ba的6s5d 3D2能级与6p5d 3F2能级的超精细结构常数及该跃迁的同位素移动。
原子光谱学 原子超精细结构 同位素位移 荧光 Atomic spectroscopy Atomic hyperfine-structure Isotope shifts Fluorescence
哈尔滨工程大学理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
激光光泵碱金属磁力仪具有很高的灵敏度,测量范围可以从地球磁场到生物磁场。给出了铯(Cs)光泵磁力仪的理论分析和系统设计以及磁场梯度测量原理,铯原子能级在I-J耦合时形成超精细结构,在外磁场的作用下超精细结构进一步产生塞曼分裂形成塞曼子能级,利用激光泵浦和射频磁场能够使电子在超精细结构中进行能级跃迁,产生光磁双共振的结果,最终通过共振频率就能够达到精确测量外磁场的目的。
激光 光泵磁力仪 铯原子 超精细结构 梯度测量 laser optical pumping magnetometer Cs atom hyperfine structure gradient measurement
1 新疆大学 物理科学与技术学院,新疆 乌鲁木齐 830046
2 西安交通大学 理学院,陕西 西安 710049
利用激光诱导后向荧光光谱研究了Rb蒸气-玻璃界面的85Rb[5P3/2(F′＝2,3,4)→5S1/2(F＝3)]超精细结构跃迁。把界面分为2个不同的区域,靠近表面厚度约为一个波长的近区和远区(蒸气区域),近区起光谱滤波器的作用。将激光分为二束,一束作为检测光通过一个室温下的Rb参考样品池,得到5S1/2(F＝3)→5P3/2(F′＝2,3,4)半宽为510 MHz的Doppler吸收线,其中心离F＝3→F′＝4跃迁约为70 MHz。另一束激光进入温度为130 ℃的Rb样品池,记录共振后向荧光Sob(νL),将它减去远区辐射的荧光ST(νL),得到近区辐射的荧光snexp(νL),它是具有半宽ΓRF＝50 MHz的Lorentz线型,而ΓRF＝Γn+Γcoll+Γnr,Γn为谱线的自然增宽,Γcoll＝γRb-RbN为碰撞增宽,γRb-Rb为增宽系数,N为Rb基态密度,Γnr为玻璃表面激发态原子的非辐射能量转移引起的附加增宽,由此得到非辐射跃迁率为AnrF′＝4→F＝3＝2.4×108 s-1,它远大于自发辐射率A(5P3/2→5P1/2)＝1.4×107 s-1。
激光光谱 后向荧光 非辐射跃迁率 超精细结构跃迁 Laser spectroscopy Retrofluorescence Nonradiative relaxation rate Hyperfine transition lines
1 西北师范大学物理与电子工程学院,兰州,730070
2 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论研究中心,兰州,730000
基于MCDF方法系统地计算了Z=20～83范围内24个类铍离子的1s22s2p3P0,1态的精细结构,得到了与其它理论和实验符合很好的结果.在此基础上,进一步计算了超精细结构对角及非对角常数,并分析了不同电子关联效应和Breit相互作用对它们的影响.
电子关联 Breit相互作用 精细结构 超精细结构常数 MCDF方法 原子与分子物理学报
2007, 24(5): 894
