铯原子7S1/2态超精细作用常数测量

摘要

本文主要介绍了铯原子7S1/2态超精细作用常数的测量。铯原子可以从基态由6S1/2-6P3/2-7S1/2阶梯型通道(852 nm+1470 nm)经过两次电偶极跃迁激发到目标态7S1/2(F’’=3,4)。超精细分裂频率校准是通过波导型电光位相调制器结合稳定的共焦Fabry-Perot腔来实现的。通过测量铯原子7S1/2态(F’’=3)与(F’’=4)两个超精细能级之间的分裂(HFS=2183.273?0.062 MHz)，我们确定了7S1/2态的磁偶极超精细作用常数(A=545.818?0.016 MHz)，测量结果与之前的结果保持一致，但更加准确。
　　铯原子7S1/2态超精细分裂不仅能够提供关于原子核内电荷分布和核自旋的信息，而且能够帮助我们理解电子波函数在原子核处的行为，这对于我们理解一些基本物理问题如宇称不守恒有重要意义。
　　高精度的铯原子7S1/2态超精细作用常数测量还可以帮助我们检验一些物理模型尤其是关于铯原子结构计算的问题。

目录

第一章 绪论

1.1为什么选择铯原子

1.2理论背景

1.3本章小结

第二章 激光光谱

2.1基态与激发态间的光谱

2.2激发态之间的光谱

2.3本章小结

第三章 铯原子7S1/2态光谱

3.1实验装置

3.2光学双共振微分光谱

3.3频率间隔校准

3.4本章小结

第四章 超精细作用常数测量

4.1超精细分裂测量

4.2系统误差分析

4.3超精细作用常数测量结果

4.4本章小结

第五章 总结

参考文献

附录A 铯原子能级结构示意图

附录B 误差分析

附录C共焦Fabry-Perot腔

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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