文档介绍：光泵磁共振实验中外加磁场对光抽运信号的影响物理系0519078李崇凯摘要:在光泵磁共振实验中研究外加磁场对于光抽运信号所产生的影响关键词:光泵磁共振光抽运外加磁场引言:光泵磁共振是近代物理学中研究物质内部结构的重要方法,。光抽运是运用圆偏振光束激发气态原子的方法以打破原子在所研究的能级期间的玻耳兹曼热平衡分布,造成所需的布居数差,从而在的低浓度的条件下提高共振强度,这时再用相应频率的射频场激励原子的磁共振。在探测方面,不直接探测原子对射频量子的发射或吸收,而是采用光探测的方法,探测原子对光量子的发射或吸收。由于光量子的能量比射频量子高七八个数量级,所以探测信号的灵敏度得以提高。二三十年来用光抽运-磁共振-光探测技术对于血多原子、离子和分子进行了大量的研究,增进了我们对微观粒子结构的了解。如对原子的磁矩和g因子、能级寿命、能级结构、塞曼分裂与斯塔克分裂,尤其是在碱金属原子激发态精细与超精细结构的研究中,对搞清楚它的结构理论方面起了很大的推动作用。实验装置:实验装置如图1所示,光源为铷原子光谱灯,由高频振荡器(频率约为55~65MHz),控温装置及铷灯泡组成。铷灯泡在高频电磁场的激励下进行无极放电而发光,产生铷光谱,包括==。对光抽运过程有害,出光处装一干涉滤光片,去掉线。偏振片使线成为圆偏振光。图1光泵磁共振实验装置实验方法:观察水平场对光抽运信号的影响首先调节垂直场使其大小与地磁场的垂直分量大小相等方向相反,另铷灯泡所受垂直方向上磁场为零。然后调节水平磁场大小及方向,观察抽运信号的变化。,改变垂直场的大小,观察抽运信号的变化。实验结果与讨论:扫场采用方波,输入的方波信号方向与地磁场水平分量相反并且大于地磁场水平分量,其信号波形如下图所示:,再使扫场方向与地磁场水平分量方向相反,此时,当扫场的方波产生磁场时,铷样品泡中大量粒子吸收光,使得透过的光信号最小,而随着时间铷原子被抽运到=+2()或+3()子能级上,透过铷样品泡的光强将渐渐增大,当子能级上粒子数饱和时,光强达到最大,不再变化。当方波信号变为零时,总磁场在地磁场水平分量的影响下,将反向。此时,各塞曼子能级将发生简并,并再次分裂。此时铷原子则失去了偏极化,因此又如同前一次过程那样重复抽运过程,形成一个周期性的变化。当外加水平磁场为零时,抽运信号图形如下:此时铷灯泡所受到的水平总磁场变化如下图所示,虚线处代表水平磁场为零:,总的磁场方向依旧与地磁场水平分量方向一致,但大小减小。因此,当方波信号消失时,抽运速度减缓。直观的反映在图像上即抽运现象不明显,曲