鈉蒸氣中原子能量積聚碰撞效應的研究.pdf

1、能量積聚碰撞(EPC)作為原子與場相互作用的一種特殊形式,不僅是提供原子結(jié)構(gòu)及原子之間相互作用信息的有效手段,對激光輻射下的化學反應動力學過程,原子分子物理及星際空間過程物理本質(zhì)的理解具有重要意義；它也是提供短波長輻射的有效手段,為人們尋求新型紫外激發(fā)光源的高技術(shù)研究開辟新的道路。
　　 采用實驗與理論結(jié)合的方法,闡明能量積聚碰撞過程依賴于外界條件(樣品溫度,激發(fā)光功率)變化的理論機制,主要研究工作為:在鈉原子蒸氣中,利用窄線寬

2、連續(xù)激光(CW)共振激發(fā)鈉原子D1線,觀察到產(chǎn)生于鈉原子共振激發(fā)態(tài)能量積聚碰撞效應布居的高激發(fā)態(tài)5S、5P、4P、4D向下能級躍遷的熒光信號,記錄了不同溫度和激發(fā)光功率條件下各信號的激發(fā)譜和熒光譜；繼而在理論上提出了從共振激發(fā)動力學角度考慮的近似二能級系統(tǒng)碰撞轉(zhuǎn)移模型假設,運用與之相聯(lián)系的速率方程對實驗結(jié)果作了較詳細分析,理論計算得出的碰撞轉(zhuǎn)移速率隨激發(fā)光功率及溫度的變化趨勢與實驗規(guī)律一致,并對這一變化因為給出了物理作用機制上的解釋。<

3、br>　　 為明確鈉原子能量積聚碰撞過程中第一激發(fā)態(tài)兩精細能級對于上態(tài)布居的貢獻,實驗研究了共振激發(fā)鈉原子D1線時,產(chǎn)生于共振激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子間激發(fā)能量轉(zhuǎn)移碰撞(ETC)布居的3P3/2態(tài)熒光隨激發(fā)光功率及溫度的變化特性,發(fā)現(xiàn)適當提高激發(fā)光功率可延緩共振態(tài)輻射自囚禁效應的產(chǎn)生,得到了在這一特定功率和溫度范圍內(nèi)到3P3/2態(tài)的碰撞轉(zhuǎn)移速率的變化趨勢,三能級系統(tǒng)的碰撞理論模型很好地解釋了這一實驗結(jié)果。
　　 本文就在高溫度條件下,

4、實驗觀察到的Na原子能量自囚禁加劇特征,出現(xiàn)原子加速的光譜行為,并導致零速度原子碰撞轉(zhuǎn)移到高激發(fā)態(tài)的速度減少等現(xiàn)象,首次從原子內(nèi)能碰撞轉(zhuǎn)移的角度,分析了原子速度分布變異的機理--由于原子內(nèi)部能量自囚禁,使得原子在各能態(tài)上的分布不再符合麥克斯韋速度分布律。
　　 同時還在實驗過程中,對Na樣品更高溫度下,在雙光子探測、強耦合場驅(qū)動的A-型能級體系中,于基態(tài)和低激發(fā)態(tài)之間加入一個驅(qū)動場進行了研究,并應用密度矩陣方程研究了驅(qū)動場對雙光