铯原子7S12态磁偶极超精细常数测量.PDF

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 65, No. 7 (2016) 073103 铯原子7S 态磁偶极超精细常数的测量 任雅娜 杨保东 王杰 杨光 王军民 1) (山西大学物理电子工程学院, 太原 030006) 2)(山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006) 3)(山西大学极端光学协同创新中心, 太原 030006) ( 2015 年11 月24 日收到; 2016 年1 月14 日收到修改稿) 在室温下的原子气室中, 基于铯原子6S—6P—7S (852.3 nm + 1469.9 nm) 阶梯型能级系统, 利用电光调制器的主频和 1 级边带分别产生的三套双共振吸收光谱, 当驱动电光调制器的信号源频率 严格等于7S 态超精细分裂的能级间隔时, 三套谱线中的一些超精细跃迁谱线重叠且线宽最窄, 利用 这一现象很好地避免了激光器频率扫描时非线性效应的影响, 测量出了7S 态超精细分裂能级间隔: 2183.72 MHz 0.23 MHz, 并计算出该态的磁偶极超精细常数: hfs MHz 006 MHz, 与文献中报 道的测量结果一致. 关键词: 超精细结构, 双共振吸收光谱, 电光调制, 原子光谱 PACS: 31.15.aj, 33.40.+f, 78.20.Jq, 32.30.–r DOI: 10.7498/aps.65.073103 技术的发展, 极大地推动了这方面实验的研究进 1 引 言 展314 . 国内外许多研究小组开展了原子超精细 11 能级结构的研究与测量, 如Sinclair 等 基于激 原子能级的超精细结构是由原子中电子的总 光冷却的铷原子对4D 态的超精细结构常数进 角动量与原子核的磁偶极矩、电四极矩之间的相互 14 行了测量; Lee 等 基于光学频率梳技术对铷原 作用引起的. 由于核自旋比电子自旋的影响小得 子4D 态进行了测量. 在国内, 也有学者对铷原 多, 所以其引起的原子能级超精细分裂比电子自旋 15 16 子5D 态 、镱原子及其同位素 、钕离子及其 引起的原子能级精细分裂小得多. 原子超精细能 17 同位素 的超精细结构及相关物理常数进行了测 级结构的理论计算(如多组态Dirac-Fock 方法, 多 量, 以及采用相对论多体-摄动理论对类锂原子系 通道量子数亏损理论, 多体微扰理论等) 对电子关 18 统中基态超精细结构常数的计算等 工作. 我们 联效应、弛豫效应、相对论效应以及原子中内层电 研究小组用宽带电光调制器(electro-optical mod- 12 子的屏蔽效应都十分敏感 . 因此, 实验上对原 ulator, EOM) 产生的 1 级边带之间的频率间隔 子