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。

基于铯原子( 133Cs)6S1/2-6P3/2-6D5/2阶梯型原子系统,将波长为852.335 nm或852.356 nm的泵浦光与波长为917.483 nm的探测光反向布局于室温下的铯原子气室中,获得了窄线宽、高信噪比的6P3/2-6D5/2超精细能级跃迁的双共振吸收光谱。利用声光调制器建立的“标尺”,可测得激发态6D5/2超精细能级分裂结构的全部频率间隔,进而得到该态的磁偶极超精细常数Ahfs为(-4.59±0.06) MHz,电四极超精细常数Bhfs为(-0.78±0.66) MHz,这与相关文献报道的结果一致。

本实验通过饱和吸收方法获得了铷原子5S1／2→5P3／2单光子跃迁光谱,并进一步研究了铷原子5S1／2→5P3／2→5D5／2的双光子跃迁光谱。使用780 nm的控制光和776 nm的信号光反向共线作用到铷泡中,通过探测6P3／2→5S1／2自发辐射产生的420 nm蓝光信号得到铷原子5S1／2→5P3／2→5D5／2双光子跃迁光谱,利用法布里-珀罗干涉仪测量了87Rb和85Rb的5D5／2激发态超精细能级,详细研究了铷泡温度和776 nm信号光功率对87Rb 5S1／2(F=2)→5D5／2双光子跃迁光谱的影响。该研究工作为基于原子分子精密光谱测量提供了实验基础。

分子激光冷却是实验上产生冷分子的最重要进展之一。要找到适合做激光冷却实验的候选分子，就需要了解这些分子的结构参数和光谱数据，这些参数是选择分子的重要依据。详细计算了分子的X 态和A 态振动能级跃迁的Franck-Condon 因子以及转动超精细能级结构，考虑到分子的核自旋、激发态寿命、跃迁能级波长、暗态等参数，提出了一种新的适合进行激光冷却的候选分子（氟化镁），选择适当的能级跃迁来构建一个准闭合的能级系统。这些参数为光谱数据的实验测量提供了理论依据，为进一步的激光冷却实验奠定了基础。

为了获得高信噪比的电磁感应透明(EIT)谱线，对铯原子6S1/2-6P1/2-8S1/2阶梯型能级系统的EIT谱进行了研究。探测光的频率锁定于基态到中间态的超精细跃迁线上，控制光在中间态到激发态超精细跃迁线之间扫描，得到的EIT谱具有平坦的背景，提高了光谱的信噪比。阶梯型能级系统中光谱信号强度不仅与控制光束和探测光束的传播方向有关，而且与控制光功率有关。最终，获得了高信噪比的EIT谱线。