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Sm原子束缚态及自电离态光谱的研究

作　者: 李鸣
导　师: 戴长建
学　校: 天津理工大学
专　业: 光学
关键词: Sm原子 双光子电离 多步共振激发 高激发态
分类号: O562.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


稀土原子束缚态和自电离态的研究不仅对天体物理学、原子物理学和等离子体物理学等研究领域具有重要的意义,而且也在新型激光器和新能源开发等方面具有显著的应用价值,如:无反转光放大激光器、激光分离同位素等。Sm原子具有稀土原子中最复杂的结构,因其4f壳层并未填满,其上的6个电子使其具有异常复杂的光谱。Sm原子束缚态和自电离态的光谱研究即具有挑战性又很缺乏,所以本文对其开展了系统的研究。首先,本文采用双光子电离探测技术和两步共振激发光电离探测技术分别对Sm原子奇宇称束缚态和偶宇称束缚态的光谱进行了系统的研究。对于前者,通过不同的4f66s2 7FJ(J=0-6)初态,我们将原子布局到一系列具有4f55d6s2和4f66s6p电子组态的奇宇称,然后通过光电离探测,不仅确定了其能级位置,而且给出了其跃迁的相对强度等信息。其中,有大量的奇宇称束缚态属于首次报道,但由于Sm原子光谱的复杂性,尚不能确定其光谱归属。但是,通过强度定则,我们对其跃迁的相对强度进行了理论分析。对于后者,即偶宇称束缚态,本文设计了三条不同的激发路径,对同一能域进行了详细的对比测量和研究。通过这些努力,本文不仅唯一确定了这些偶宇称束缚态的总角动量J,而且也给出其跃迁的相对强度等信息。其次,本文又对Sm原子自电离Rydberg态的光谱进行了系统研究。我们选取了两条激发路径,一共探测到67个自电离Rydberg态,不仅给出了能级位置和跃迁相对强度,更给出了这些能级的线宽信息。此外,对于大多数自电离Rydberg态我们可以唯一确定它们的总角动量J值。总之,通过对Sm原子束缚态和自电离Rydberg态的光谱研究和分析,本文不仅显著丰富了该原子的光谱数据,也为与之相关的各种工程和技术的研发提供了重要的信息。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 引言  9-14
  1.1 本课题研究的意义  9-10
    1.1.1 科学意义  9-10
    1.1.2 应用意义  10
  1.2 稀土原子的束缚态光谱  10-11
  1.3 稀土原子的自电离态光谱  11
  1.4 Sm 原子光谱的研究进展  11-12
    1.4.1 单色多步共振激发光电离光谱  12
    1.4.2 双色多步共振激发光电离光谱  12
    1.4.3 三色多步共振激发光电离光谱  12
  1.5 本课题研究的内容  12-14
第二章 实验装置与方案  14-21
  2.1 实验装置  14-17
    2.1.1 激光激发系统  14-16
    2.1.2 原子束制备系统  16
    2.1.3 信号采集与分析系统  16-17
  2.2 激光分步共振激发技术  17-19
  2.3 双光子电离探测技术  19-21
第三章 理论方法  21-25
  3.1 原子光谱谱线跃迁强度的相关计算  21-23
  3.2 Sm 原子激发态的理论分析  23-24
  3.3 激发截面的理论  24-25
第四章 Sm 原子的奇宇称束缚态光谱  25-36
  4.1 单光子光电离光谱  25-26
  4.2 双光子光电离光谱  26-35
  4.3 本章小结  35-36
第五章 Sm 原子的偶宇称束缚态光谱  36-48
  5.1 单色多步共振光电离光谱  36-38
  5.2 双色多步共振光电离光谱  38-47
  5.3 本章小结  47-48
第六章 Sm 原子的自电离Rydberg 态光谱  48-59
  6.1 三色多步共振自电离Rydberg 态光谱  48-58
  6.2 本章小结  58-59
第七章 总结  59-61
  7.1 主要的研究结论  59
  7.2 主要的创新之处  59-60
  7.3 未来的研究方向  60-61
参考文献  61-66
发表论文和科研情况的说明  66-67
致谢  67-68

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 分子物理学、原子物理学 > 原子物理学 > 原子光谱学
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