文档介绍：密级: 学校代码:10075
分类号: 学号:20101033

理学硕士学位论文

应用四波混频研究钡原子的碰撞效应

学位申请人: 刘鹏
指导教师:孙江教授
学位类别:理学硕士
学科专业: 光学
授予单位: 河北大学
答辩日期: 二〇一三年六月
Classified Index: COAD: 10075
No:20101033

A Dissertation for the Degree of M. Science

Measurement of collision effect of
the barium by two-photon
resonant nondegenerate
four-wave mixing

Candidate: Liu Peng
Supervisor: Prof. Sun Jiang
Academic Degree Applied for: Master of Science
Specialty: Optics
University: Hebei University
Date of Oral Examination: June, 2013
摘要
摘要
四波混频(FWM)技术是一种用途很广的光谱学技术。在高分辨率激光光谱学中,是
一种有效的实验手段;由于里得堡态气体的独有特征,可以大大地简化碰撞效应的理论。
针对里得堡气体的碰撞展宽现象的研究,有很重要的意义。与经典的测量手段不同,本
文利用双光子共振非简并四波混频技术来研究里得堡原子碰撞效应。这是一种纯光学的
方法,光路简单,只需检测相干光即可,具有非常出色的空间信号分辨率,可以在很宽
的频率范围内实现相位匹配,能够自由选择相互作用体积,优于其他的以测量里得堡态
布局为目的的现在实验测量手段。本论文的研究工作主要有:
一、本文采用双光子共振NFWM研究Ba原子里得堡态的碰撞展宽和频移。研究了四
波混频谱线的展宽和频移与压强之间的关系,并且得到了不同主量子数下的碰撞展宽系
数、碰撞展宽截面、频移系数和频移截面。
二、对应用双光子共振NFWM手段研究里得伯原子碰撞展宽而出现的伴线进行了细致
的讨论。针对不同的主量子数条件和不同的压强条件,分析了伴线对该非简并四波混频
谱线的影响程度和对其谱线线宽的贡献情况。进而又讨论了缓冲气体碰撞与原子相干之
间的关系。也得到了一些有用的结果。

关键词四波混频里得堡态碰撞效应

I
Abstract
Abstract
Four-wave mixing is a kind of widely recognized and efficient spectroscopic technique
of the High resolution laser researches of broadening and shifting of
absorption lines involving atom in Rydberg states have been of peculiar interest because the
theoretical descriptions of collisions can been simplified by the large separations between
Rydberg electrons and ionic cores.
Different from Most experiments exploiting collisional-ionization, photo ionization or
field-ionization to detect Rydberg atoms, we study Rydberg States with high sensitivity by
purely optical means. Instead of detecting electrons or ions, here the signal is a coherent light.
the phase matching of NFWM can be achieved for a very wide frequency range from many
hundreds to thousands of cm-1.