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＋.PDFVIP

第56卷第11期2007年11月 物理学报 Vol 1000—3290／2007156(11)／6373．05ACTAPHYSICA SINICA @2007 Chin．Phys．Soe． 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+ 汪丽蓉+ 马 杰 张临杰 肖连团 贾锁堂 (量子光学与光量子器件国家重点实驻室，山西大学物理电子工程学院．太原030006) (2007年3月10日收到；2007年4月12日收到修改稽) 基于振幅阍制的超冷铯原于高分辨光谱的实验研究，用相对于铯分子6s，。+6P|。离解限红失谐的光缔台激光 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，为了得到高信号一噪声比的光 缔台光谱，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于的荧光信号利用lock-in技术解凋同时 利用密度矩阵方程系统地分析了实验结果． 关键词：振幅调制，磁光阱，光缔合，铯原子 PACC：3380P，3400，4250 这个过程中有杂散的荧光，造成了较强的噪声背景． 1．引 言 甚至将一些有用的信号淹没．本文为一种高分辨光 缔合光谱技术，其主要是通过对俘获光进行振幅调 在过去十几年里，激光冷却原子和原子BEC开 制，利用10ck．in技术解调探测原子荧光信号．实验 拓了原子、分子和光物理研究的新领域、新内容和新 得到的光缔合光谱中有相对于6s，。+6B。离解限的 方法“11．超冷分子的产生及其相关的研究也成为 l。，0：和0：长程态． 科学家们研究的重要内容，而光缔合已经成为动态 冷原子和分子领域里一项简单，但却特别有效的研 2．光缔合原理和实验装置 究工具”41．超冷原子的光缔合光谱首先由 Thorsheim等人提出…．现在已在很多原子系统中实光缔合过程是指两个超冷原子共振吸收一个光 现，例如碱金属中”“1，碱土金属中““，甚至在氦“” 子(光缔合激光的光子)，产生一个处于某一振转能 和氢中““．它对于研究超冷分子的光谱结构、振转 级的激发态分子．这个激发态分子或者衰变为两个 能级及其冷碰撞性质具有很重要的作用． 具有较高动能的自由原子，或者跃迁到基态的某一 在1998年．Pillet等人对超冷铯原子在6sm+ 束缚能级而产生一个基态的分子，两者都造成磁光 6P3，：离解限下的光缔合进行了研究，他们用脉冲激 阱中俘获原子数的减少．实验中将光缔合光作用于 光将超冷铯分子电离，得到了高分辨率的离子 冷原子云上．使其频率连续扫描，通过观测冷原子荧 谱““．这种技术对设备的要求很高，而且得到的离 光的变化得到光缔合光谱． 子谱并不能直接反映分子长程态不同振转能级的相 在实验中相关的能级如图1所示．在激光冷却 和俘获的过程中直接相关的超精细跃迁为6S．。(F 对强度．后来，Stwalley小组用俘获损耗探测技术研 究了超冷铯在6s，。+6巴。离解限以下的光缔台，其 光缔合激光频率最大红失谐达到51cm“““．但是 他们测得的直接俘获损耗光谱信噪比较低，因为在 验中冷却和俘获光相对于这个循环跃迁的红失谐量 前期研究专项(批准号：2005CCA06300)和山西省青年基金(批准资助的课题 t通讯作者，E-mail：