V型能级结构原子的速度转移激光光谱测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种V型能级结构原子的速度转移激光光谱测量装置和方法，该装置的第一激光器发出的激光经过第一二向色镜时分为两束，一束依次透射过第一二向色镜和第二二向色镜，最后到达第一光电探测器；另一束由第一二向色镜反射产生再经过全反射镜反射后到达第二光电探测器；所述的第二激光器发出的激光经过第二二向色镜反射后沿着第一激光器发出激光的光路到达第一二向色镜；在全反射镜射向第二光电探测器的光路上设置自然态的被测原子样品，在第一二向色镜、第二二向色镜之间的光路上设置纯同位素的被测原子样品。本发明测出的光谱具有亚多普勒的特征，吸收谱中无交叉峰，能将高、低激发态原子谱同时测量出来。

主权项

一种V型能级结构原子的速度转移激光光谱测量装置，其特征在于：包括有第一激光器、第二激光器，第一二向色镜、第二二向色镜、第一光电探测器、第二光电探测器和一个全反射镜；所述的第一激光器发出的激光经过第一二向色镜时分为两束，一束依次透射过第一二向色镜和第二二向色镜，最后到达第一光电探测器；另一束由第一二向色镜反射产生再经过全反射镜反射后到达第二光电探测器；所述的第二激光器发出的激光经过第二二向色镜反射后沿着第一激光器发出激光的光路到达第一二向色镜；在全反射镜射向第二光电探测器的光路上设置自然态的被测原子样品，在第一二向色镜、第二二向色镜之间的光路上设置纯同位素的被测原子样品；所述的第一激光器为780nm外腔半导体激光器，功率为20uW，所述的第二激光器为420nm外腔半导体激光器，功率为8mW，所述的第一激光器、第二激光器光束直径为2mm，线宽小于1MHz，连续调谐大于10GHz；所述的第一二向色镜、第二二向色镜分别为HT780nm，HR420nm型二向色镜；所述的自然态的被测原子样品为包含自然成分⁸⁵Rb和⁸⁷Rb的铷原子蒸汽泡；所述的纯同位素的被测原子样品为仅包含纯⁸⁷Rb的铷原子蒸汽泡；所述包含自然成分⁸⁵Rb和⁸⁷Rb的铷原子蒸汽泡，以及纯⁸⁷Rb的铷原子蒸汽泡的铷原子泡的长度为5cm，直径2.5cm；第二激光器发出激光与纯同位素的被测原子样品高激发态弱振子强度跃迁线频率对应，搭建成传统饱和吸收谱的空间架构；第一激光器发出激光与纯同位素的被测原子样品中低激发态跃迁线频率对应，第一激光器发出的激光经过第一二向色镜时分为两束，一束经全反射镜反射到自然态的被测原子样品中，与自然态的被测原子样品相互作用后被第二光电探测器接收，接收到的吸收谱用作频率标定；另一束作为探测光，经第一二向色镜透射，经过纯同位素的被测原子样品时，与反向射来的第二激光器的泵浦激光共同与纯同位素的被测原子样品相互作用，穿过第二二向色镜，被第一光电探测器接收。