激发光线宽对原子光致漂移速率的影响

在光致漂移效应的研究中,激发光线宽会改变原子激发的速度选择性,进而影响漂移速率的大小.本文以原子光致漂移速率方程理论为基础,利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用,运用数值方法对速率方程进行求解计算,研究了激发光线宽对原子漂移速率的影响.研究结果表明,其他条件相同时,随着线宽的增大,漂移速率的值呈现先增大后减小的趋势.存在一个最佳的激发光线宽,使得原子的漂移速率达到最大值.最佳线宽与激发光功率密度、温度和缓冲气体压强有关.为了获得最佳的光致漂移效果,激发光应工作在最佳线宽条件下.当激发光线宽在最佳线宽附近波动时,设置激发光线宽略大于最佳线宽可减少线宽波动对漂移速率的影响,对获得较大漂移速率更为有利.

光致漂移法铷同位素分离研究

实现铷同位素的高效分离对我国导航定位技术的发展具有重要意义,为填补国内在新型铷同位素分离技术领域的研究空白,本文对光致漂移法实现铷同位素分离技术进行了探索。建立了分离实验装置,利用光致漂移法针对铷同位素分离开展实验研究。采用直接吸收光谱法测量85 Rb和87 Rb的同位素比率,对光致漂移法铷同位素分离实验中的同位素分离效果进行验证。实验结果表明,采用光致漂移法进行铷同位素分离时,通过改变激发光频率,可分别实现85 Rb和87 Rb的富集。吸收光谱实验数据证明了该方法具有明显的分离效果,同位素比率随激发光频率的变化符合光致漂移原理的定性分析。

光致漂移探测同位素

物质吸收光后,电子跃迁到激发能级。未被吸收的光继续向前走。光子不是被静止地吸收,而是运动着被吸收。吸收的频率和二能级之差的频率未必相等,二能级之差是固定的,但被吸收光子的频率未必永恒。 自1979年人们提出光致漂移后,又继续了大量的研究工作。尤其在星体大气层方面得到了广泛的应用,光对混合气体中的原子和分子的作用很大。

混沌场近似下锂原子光致漂移过程的动力学模型

以锂原子的光致漂移过程为例,从分析光致漂移的物理过程和锂原子的跃迁超精细吸收谱出发,结合分子动力学的输运方程和光与原子作用半经典近似下的密度矩阵,在光致漂移过程的动力学理论模型中同时引入了能级简并、超精细结构等因素,并以碰撞弛豫时间近似的方式将碰撞过程作为弛豫量引入微分方程组。在此基础上,在光致漂移过程中考虑了激光线宽的统计场处理方式,并成功推导了混沌场近似下的光致漂移过程中不同速度的锂原子在基态和激发态简并能级上布居分布的微分方程组。

关键参数对锂原子光致漂移速率影响的数值研究

光致漂移速率是用来衡量光致漂移效应大小的重要参数,对光致漂移研究具有重要意义。利用强碰撞模型描述光致漂移过程中锂原子与缓冲气体的碰撞作用,并考虑了超精细结构和能级简并对光致漂移过程的影响,通过建立速率方程来表示不同速度的锂原子在各能级上的布居,从而获得锂原子的漂移速率。同时研究了激发光波长、激发光功率密度、缓冲气体压强、缓冲气体种类、气体温度等对锂光致漂移速率的影响。由理论计算结果可以看出,利用该方法计算所得的漂移速率随各参数的变化关系基本符合光致漂移的物理原理分析和相关文献中的实验结果规律。

基态超精细能级光泵浦效应对原子光致漂移速率影响研究

在光致漂移现象中,基态超精细能级光泵浦效应会影响激光作用下原子在各个能级的布居情况,进而影响原子光致漂移速率的大小。基态超精细能级光泵浦效应影响机制的研究有助于漂移速率和同位素分离选择性的优化。基于原子光致漂移速率方程,利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用,运用数值方法对速率方程进行求解计算,研究了基态超精细能级光泵浦效应对铷原子光致漂移速率的影响。研究结果表明,基态超精细能级光泵浦效应对光致漂移效应具有抑制作用。基态超精细分裂能级差越大,对光致漂移效应的抑制作用越强。通过提高激光功率与线宽并采用第二束激光将积聚在另一基态超精细能级上的原子重新激发回上能级,可以减弱基态超精细能级光泵浦效应的影响,提高漂移速率。研究结果与物理原理的定性分析基本吻合,也与文献中实验结果较为吻合。