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原子与分子物理学报

激光诱导Cs（6P）和Cs（9D）态布居数变化的荧光检测

沈异凡, 普拉提, 刘伟霞

Published Jan 1, 2004• 0 citations
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Abstract

在Cs蒸气中观察了荧光强度的增强与减弱。6P3／2态荧光的减弱是由于激光激发6P3／2—9D5／2的跃迁造成的，9D5／2态原子碰撞转移到9D3/2，产生9D3/2→6P1／2的辐射，增加了6P1／2态的布居，从而使6P1／2→6S1／2的荧光增强。激光诱导布居数的变化由相应荧光的强度信号的增减来检测，利用速率方程组，得到了受激发射(即9D5/2→6P3／2)速率为3．0×10^6s^-1，精细结构碰撞转移(即9D5／2→9D3／2)速率为1．1×10^6s^-1。

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在9×10^14-2．1×10^15cm^-3Cs密度范围内，利用脉冲激光双光子激发Cs（6S1／2）到Cs（6D5／2）态，使用原子荧光光谱方法，通过三能级模型的速率方程分析，由对直接荧光和转移荧光的时间积分强度的测量，得到6D5／2→6D3／2精细结构转移截面为（2．1±0．4）×10^-16cm2，而6D3／2态向6D以外态的转移截面为（1．6±0．4）×10^-14cm2，它应是过程Cs（6D3／2）＋Cs（6S）→Cs（6P）＋Cs（6P），6D3／2→7P3／2和6D3／2→7P1／2碰撞转移截面之和。第二个实验可以得到6D3／2→7P3/2和6D3／3→7P1／2的碰撞转移截面。在1×10^12-6×10^12cm2的低密度Cs蒸气中，激光双光子激发6S至6D3／2或6D5／2态，测量6Dj→6PJ，与7PF→6S1／2的时间积分荧光强度比，得到6D3/2→7P1／2与6D5／2→7P3／2的碰撞转移截面分别为（7．6士2．4）×10^-16cm2与（1．6±0．5）×10^15cm2。由此得到碰撞能量合并的逆过程即ECs（6D3／2）＋Cs（6S1／2）→Cs（6P）＋Cs（6P）]的转移截面为（1．3±0．4）×10^-14cm2。

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目的研究Cs（6P3，2）＋Cs（6P3/2）→Cs（nLJ=8S1／2，4F5／2，4F7／2）＋Cs（6S1／2）碰撞能量合并过程。方法利用一台单模半导体激光器共振激发6P3／2态，利用另一与泵浦激光束反向平行的单模激光束作为吸收线探测激发态原子密度及其空间分布，吸收线调至6P3／2—8S1／2跃迁，并可平行于泵浦激光束移动。由激发态原子密度和谱线的荧光强度比得到碰撞能量合并的截面。结果碰撞转移到8S1/2，4F5/2和4F7/2的截面分别是（5．43±1．56）×10^-16cm2，（4．89±1．16）×10^-16cm2和（6．17±1．60）×10^-16cm2。结论计算结果是准确的并与其它实验结果进行了比较。
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