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本文采用激光共振激发和激光吸收技术,在气体样品池条件下,研究了Rb(5P<,J>)+(He、N<,2>)碰撞能量转移过程并测量了Cs(6P)态与N<,2>碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面。
(1)用调频半导体激光器激发Rb原子至Rb(5P<,3/2>)态,在不同的He或N<,2>气压下,测量了共振荧光和敏化荧光。对于5P<,j>与He的碰撞。电子态能量仅能转移为He原子的平动能。在与N<,2>的碰撞中,向分子振转态的转移是重要的。利用速率方程分析,可以得到碰撞转移速率系数,对于.He,5P<,3/2>→5S<,1/2>转移速率系数K<,21>=2.61×10<-12>cm<3>s<-1>。对于N<,2>,测量5P<,J>+He和5P<,J>+N<,2>二种情况下共振荧光与敏化荧光的相对强度比,利用最小二乘法确定5P<,3/2>→5S<,1/2>转移速率系数K<,21>=1.38×10<-12> cm<3>s<-1>, 5P<,J>态猝灭速率系数K≥5.23×10<-12> cm<3>s<-1>。K>约为K><,12>的4倍,证实了Cs-N<,2>主要是直线式碰撞传能机制。
(2)Cs原子被激光激发到6P<,3/2>态,将与泵浦激光束反向平行的检测激光束调到6P<,J>→8S<,1/2>的跃迁,测量6P<,J>激发态的密度及空间分布,由此计算了6P<,J>→6S的有效辐射率。在T=337K和N<,2>密度2×10<16><1.4×10<17>cm<-3>范围内测量了6P<,1/2>→6S<,1/2>(895nm)发射的敏化荧光强度I<,895>,量N/I<,895>与N有抛物线型的关系,表明6P<,J>的猝灭是由于与N<,2>分子的碰撞产生的。由最小二乘法得到6P态与N<,2>碰撞精细结构转移截面σ<,3/2>→<,1/2>=(0.42±0.17)×10<-16>cm<2>,猝灭截面σ<,D>=(1.31±0.52)×10<-16>cm<2>。