第六章 无多普勒和亚多普勒激光光谱.pdf

第六章 无多普勒亚多普勒激光光谱 Doppler-free and sub-Doppler laser Spectroscopy 无多普勒 亚多普勒 分辨率不受多普勒线宽限制 1、洛仑兹线形和高斯线形 原子分子光谱线密集时，多普勒谱线相互重叠。多普勒线宽通常 比自然线宽宽，多普勒线宽限制的光谱往往不能分辨出原子分子 的精细超精细结构。本章介绍几种突破多普勒线宽限制的无多普 勒和亚多普勒激光光谱方法。 2、 无多普勒双光子跃迁 (a)一次吸收两个方向相同的光子－双光子吸收的多普勒本底 双光子吸收时，任何一个原子（分子），不管速度方向如何，都吸收两个在该 原子（分子）看来 E=1/2(E -E ) ω 的的光子。 在激光传播方向速度投影为 k i 0 υ 的分子吸收频率为 ω+ υ⁄c。 z 0 z E k ω 0 ω 0 ω+ υ⁄c ω- υ⁄c 0 z 0 z ω 0 E i 多普勒本底 (b)一次吸收两个方向相反的光子 原子（分子）能级 1 和能级 2 之间的能量差为2ω 任何一个原子（分子）， 0 不管它的运动速度在激光传播方向投影为多少，吸收的光子的总能量在这个原子 （分子）分子看来必须为 ω ＋ω ＝ 2ω 。激光频率扫描时， 分子会吸收方 1 2 0 向相同的两个光子，形成多普勒本底。当激光频率为ω0时，所有分子看来，正反 方向两个光子总能量为2ω0，所有分子同时吸收。 在ω ，所有分子同时吸收 0 两个ω 光子！ 0 2 ω 0 多普勒本底是由于分子吸收两 个同方向激光光子产生的