锶原子窄线宽互组跃迁荧光谱获得及谱线增宽因素分析

锶原子(5s2)1S0-(5s5p)3P1互组跃迁自然线宽远窄于其单态间的(5s2)1S0-(5s5p)1P1偶极跃迁,在光频标中有着实际的应用。为获得该跃迁线的高质量光谱,从理论上分析了利用毛细管准直的热原子束中,锶原子(5s2)1S0-(5s5p)3P1互组跃迁荧光光谱的谱线增宽因素,包括多普勒增宽、激光线宽、饱和增宽和渡越增宽。利用不同准直度的原子束实验获得了该互组跃迁的荧光谱和饱和荧光谱,较高准直的原子束获得荧光谱线宽仅为6.5MHz,与饱和荧光谱的兰姆凹陷线宽(1.7 MHz)在同一个数量级上,大大减小了谱线的一阶多普勒增宽。通过对频率直接调制将激光器锁定在该谱线上,锁定后激光的线宽约为0.72MHz。

锶原子三重态谱线的观测及在光钟中的应用

实验中通过互组跃迁689 nm激光抽运形成三重态最低能态原子布居,引入688 nm激光改变三重态最低能态间的原子布居,利用抽运光与探测光空间分离的方法观测碱土金属锶原子的三重态能态间跃迁（5s6s）^3S1 → （5s5p）^3Pj（j=0,1,2）的吸收谱线,对应三条跃迁线的激光波段为679 nm, 688 nm和707 nm.探测三重态原子跃迁谱线可以用于锶原子冷却中再抽运光707 nm和679 nm激光频率的直接锁定,相比于通常利用的腔传递技术,可以把再抽运光频率锁定在原子跃迁谱线上,有利于提高锶原子冷却中俘获原子数目的长期稳定性.