光缔合产生超冷分子及其光谱测量

超冷分子的产生对于量子信息、分子物理和分子化学具有重要的意义。本文通过介绍超冷分子的研究进展,主要分析了光缔合产生超冷分子的特点与物理机制,详细介绍了光缔合产生冷分子过程中的光谱测量方法。

超低频调制光缔合光谱的实验研究

通过激光冷却技术在磁光阱中俘获原子数约107,温度约200μK,直径约400μm的超冷铯原子,利用超冷铯原子光缔合方法制备了激发态的超冷铯分子。实验研究了光缔合光不同扫描速率对铯分子振转光谱分辨率的影响,发现光缔合光扫描速率较慢时,铯分子振转光谱分辨率较高。通过高灵敏的雪崩光电探测器探测冷原子荧光,获得了超冷铯分子第一激发态6S1/2+6P3/2离解限0-g长程态高分辨振转光谱。为了实现受控拉曼光缔合制备超冷基态分子,光缔合激光频率需要锁定在原子-分子共振跃迁线,对超冷原子光缔合光谱进行了超低频波长调制,通过改变调制幅度和调制频率获得最优化的一阶微分信号,将该信号反馈回激光器,实现闭合环路稳频,满足了受控拉曼光缔合制备振转能级可控的基态分子的实验要求,该工作对研究受限空间中的超冷原子分子具有很重要的意义。

超冷铯分子0_u^+(6P_(3/2))长程态的高灵敏光缔合光谱研究

利用发展的调制俘获损耗荧光光谱技术实验测量了超冷铯分子0+u(6P3/2)长程态的高灵敏光缔合光谱.光谱探测范围较国际已有报道扩大了60 cm-1,观察到25个长程区域新的振动能级.通过Le Roy-Bernstein公式对振动束缚能数据进行拟合,获得了超冷铯分子0+u(6P3/2)态的长程系数C3为16.103±0.010.构建了超冷铯分子0+u(6P3/2)态长程区域的势能曲线.

光缔合过程中多光子振转态选择性跃迁

研究了光缔合过程中OH分子基电子态的振转态选择性跃迁. 计算结果表明通过选择适当的初始碰撞能与光场参数，两碰撞原子可以利用三光子、四光子与九光子跃迁，从连续态跃迁至目标态. 通过选取较低的光场频率，增加跃迁至目标态的光子数来控制分子布居跃迁至较低的振转态. 在光缔合过程中, 部分缔合的分子通过中间态与背景态重新发生解离，解离过程降低了目标态的布居分布.

原子相干对光缔合形成分子的影响

用量子统计方法,讨论了原子相干对超冷两态原子经光缔合形成超冷分子的影响.结果表明,在原子相干的作用下,光缔合形成的分子数随时间做近周期减幅振荡.原子相干对光缔合过程的暂态阶段影响强烈,而分子始终保持sub-Poisson统计分布.

H/D+Cl光缔合过程中的同位素效应

为了分析同位素效应对光缔合动力学的影响,通过求解含时Schr9dinger方程,研究了HCl以及DCl体系在基电子态上的光缔合动力学过程。针对这2个体系,通过优化激光参数,计算了系统在不同初始碰撞动量条件下到目标振动态v=17的最大光缔合几率。研究发现:系统光缔合几率的大小和初始连续态与目标态的耦合积分存在联系,两者随初始碰撞能的变化趋势一致;HCl系统的光缔合几率明显高于DCl系统,并且前者的光缔合过程伴随多光子跃迁效应。

基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光缔合光谱的实验研究

基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光谱的实验研究,用相对于铯分子6S1/2+6P3/2离解限红失谐的光缔合激光作用于磁光阱中超冷铯原子,观察到通过光缔合产生的激发态超冷分子.在实验中,为了得到高信号-噪声比的光缔合光谱,利用声光调制器对俘获光进行振幅调制,将探测到的超冷铯原子的荧光信号利用lock-in技术解调.同时利用密度矩阵方程系统地分析了实验结果.

光缔合制备超冷铯分子的温度测量

利用光缔合超冷Cs原子形成超冷Cs2分子,采用多光子电离方法对超冷Cs2分子进行探测,对分子扩散过程中分子密度随时间的演化进行测量,获得了超冷Cs2分子的弛豫曲线.基于一个简单的模型即原子、分子样品的初始分布是位置和速度的高斯函数,通过理论模拟获得了超冷原子、分子样品的温度,测得的原子温度与释放-再俘获方法获得的结果相符合,这种方法避免了通过探测微弱分子荧光来获得分子温度的弊端,可广泛应用于超冷原子、分子样品的温度测量.

两束啁啾脉冲控制下的H+D^+光缔合反应研究

从理论上研究了两束啁啾脉冲控制H+D+的光缔合反应.第一束脉冲用来加速碰撞伴的碰撞速度,第二束脉冲用来增加产物HD+的产率.结果表明:第一束脉冲的参数决定了第二束脉冲的优化参数以及产物HD+的布居.产物的布居可以通过调节两束脉冲的延迟时间得到控制.

利用高分辨率光缔合光谱学研究超冷铯分子的长程态

报道了利用高分辨光谱学对铯原子光缔合的实验研究,用相对于铯分子6S1/2+6P3/2离解限最大红失谐为40cm?1的光缔合激光作用于磁光阱中超冷铯原子,观察到通过光缔合产生的激发态超冷分子.应用lock-in技术探测磁光阱超冷铯原子的荧光,提高了光谱的信号-噪声比.实验得到的光缔合光谱分别属于相对于6S1/2+6P3/2离解限的0?g,1g和0u+3个长程态.通过LeRoy-Bernstein定律标定出谱线中各个长程态相应的振动量子数,并计算出长程相互作用主导项的有效系数.同时在光缔合过程观察到了转动量子数J很高的分子转动结构,这主要是由于在俘获光存在下光缔合过程中有高次分波介入的原因.

铕-结晶紫缔合物分光光度法测定痕量铕

在碱性（pH10．10）条件下，铕（Ⅲ）与结晶紫形成缔合物，表观摩尔系数为=1．8×10^5L／（mol·cm），铕的浓度在0．15～1．2mg／l范围内遵守比耳定律，组成摩尔比为Eu：CV=1：2．

HeH^+体系光缔合反应的动力学研究

采用含时量子波包方法研究基电子态He H＋体系优化的光缔合几率,即He＋H＋→He H＋随碰撞粒子对初始动量的变化,并研究伴随该过程的多光子跃迁和解离.选取v=6振动能级为目标态,通过优化激光场参数得到碰撞粒子对的最优光缔合几率.结果表明：随着碰撞粒子对初始动量的增加,光缔合所用的最优激光场的持续时间逐渐减少,但光场的强度和失谐逐渐增加.在某些初始碰撞动量附近,由于共振多光子跃迁过程的存在,最优的光场不能严格地将碰撞粒子对缔合到目标态.此外,研究表明随着初始动量的增加,系统的超阈值解离几率近似线性地增加到一个最大值,直至饱和强度.并且,在碰撞粒子对的初始动量较大时,超阈值解离主导解离过程.

超冷(36D_(5/2)+6S_(1/2))里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量

里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成,束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用.理论上,通过低能电子散射Fermi赝势模型,数值计算了铯(36D_(5/2)+6S_(1/2))里德伯-基态分子的绝热势能曲线,提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数.实验上,利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(^(T)∑,Triplet)和散射单重态-三重态混合(^(S,T)∑,Mixed)形成的里德伯-基态分子,获得了里德伯分子的光缔合光谱,测量的势阱深度与理论计算结果相吻合.另外,以散射三重态为例,分析了里德伯分子的光缔合光谱在外加电场中的展宽现象,获得其平均永久电偶极矩|d|为(12.10±1.65)Debye((4.76±0.65)ea_(0)),与理论计算结果保持一致.该研究为实验上制备D态里德伯-基态分子提供了可行的实验方案,对理解里德伯分子的光谱特性具有重要意义.

量子遂穿在双阱异核分子形成过程中的作用(英文)

对于束缚在双阱中的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体,本文研究了基于光缔合机制形成分子的过程中,量子隧穿所起的作用.该双阱外势可以在实验上利用磁场生成的谐振子势和由蓝失谐光或射频源生成的中心势垒来实现.在合适的光场中,我们分析了系统在不同初始状态下的短时极限量子动力学,同时对系统做了在平均场近似下的数值计算分析.我们发现无论是隧穿强度还是初始状态的制备都对系统的动力学有很大的影响.我们还计算了同核分子在这些情况下的结果,并和异核分子计算的结果作了比较.量子化的光缔合光场在分子形成过程的影响也在文章中给予了讨论.

超冷^(85)Rb^(133)Cs分子转动态碰撞特性研究

使用损耗光谱技术测量了直接光缔合制备的X^(1)Σ^(+)(v=0)振动基态超冷^(85)Rb^(133)Cs分子的转动态分布,使用微波脉冲技术操控了超冷^(85)Rb^(133)Cs分子转动态布居转化,对基态超冷^(85)Rb^(133)Cs分子最低振动态上纯转动态和混合转动态的碰撞特性进行了研究。具体地测量了^(85)Rb^(133)Cs分子分别处于X^(1)Σ^(+)(v=0,J=1)转动态、X^(1)Σ^(+)(v=0,J=2)转动态以及这两个转动态形成的混合态这三种情况下的分子布居演化,引入速率方程来描述损耗过程中分子的动力学过程并获得分子非弹性碰撞系数,实验发现转动混合态的碰撞系数高于纯转动态碰撞系数,造成这种差异的原因主要来自于相邻转动态之间的偶极—偶极相互作用。本工作为理解超冷极性分子非弹性碰撞机制、制备低温高密度超冷极性分子提供了重要参考。

飞行时间质谱探测磁光阱中超冷分子离子的实验研究

利用飞行时间质谱探测了由磁光阱中的俘获光和再泵浦光光缔合作用形成的超冷基态铯分子,研究了微通道板工作电压、加速电场强度和加速电场持续时间对铯分子离子信号强度的影响.实验结果与理论模型的拟合一致;获得了适合实验条件的最优化实验参数,为进一步研究超冷分子的光缔合光谱和光电离光谱奠定了实验基础.

超冷原子陷阱中的精确光谱学

超冷原子陷阱中的精确光谱学￥中国科学院物理研究所＠徐积仁超冷原子陷阱中的精确光谱学当用磁场及激光冷却原子使其温度小于ｍＫ量级时，原子被捕获于冷阱中，这时原子的热运动速度已接近为零．在另一束激光作用下，彼此相撞的原子可以结合成分子，这种由光作用形成的分子，称...

超冷铯分子0_g^-长程态的振转光谱研究

通过超冷铯原子光缔合制备激发态的超冷铯分子.利用冷原子荧光频率调制技术获得了超冷铯分子第一激发态6S1/2+6P3/2离解限0g长程态高分辨振转光谱,计算得到0g长程态振动量子数从0到51的不同振动能级的转动常数,和Daniel研究小组的理论结果符合得很好.

超冷铷铯极性分子振转光谱的实验研究

利用激光冷却俘获技术在双暗磁光阱中获得高密度的超冷铷原子和铯原子,通过光缔合方法制备超冷铷铯极性分子.采用共振增强双光子电离技术探测基三重态a^3∑^+的铷铯分子,产率约为10~4/s.通过改变缔合光频率,获得(2)0^+,(3)0^-,(2)0^-等分子态的高分辨振转光谱,拟合得到相应的转动常数分别为0.00349 cm^(-1),0.00649 cm^(-1),0.00372 cm^(-1).

里德堡分子物理的研究进展

里德堡原子是主量子数(n)很大的高激发态原子,由一个或者多个里德堡原子形成的里德堡分子具有大的尺寸,丰富的振转能级,永久的电偶极矩以及对外场非常敏感等特性,不仅包含了里德堡原子的奇异特性,而且在量子信息存储和量子模拟以及在医学中具有广泛的应用价值,引起了国内外学者的研究兴趣。根据束缚机制的不同,里德堡原子形成不同种类的里德堡分子,目前包括里德堡电子与基态原子低能电子散射形成的基态–里德堡分子、里德堡原子间电多极相互作用形成的里德堡–里德堡分子和离子与里德堡原子间电多极相互作用形成的离子–里德堡分子。本文综述了近年来双原子里德堡分子的研究进展,包含三类里德堡分子的形成机制、实验观测及其光谱特性等。