YbH、YbF分子的电子态结构研究 ——以激光冷却为背景

论文摘要

利用激光实现原子与分子的冷却和囚禁是当前物理学领域的热点研究课题。冷原子分子在原子钟、量子信息与量子计算、精密光谱等一系列领域都有重要的应用背景。本论文,我们以激光冷却分子实验为背景,通过对YbH和YbF分子电子态特性的计算研究,探索这些分子作为激光冷却候选分子的可行性。主要结果有:（1）利用多参考组态相互作用（MRCI）方法计算了YbH和YbF分子基电子态Χ2Σ+和两个较低激发电子态Α2Π和B2Σ+的势能曲线,和Χ2Σ+、Α2Π和B2Σ+电子态之间的跃迁偶极矩（TDMS）。采用分立位置表象法求解相应电子态的Schr?dinger方程,获得了这些电子态的振动能级和振动波函数,由振动能级拟合出的光谱常数结果与实验结果符合较好。（2）基于振动波函数和TDMS,计算了两个分子体系不同电子态振动能级间的Franck-Condon因子,和爱因斯坦自发发射系数及相应的激发态能级辐射寿命。结果表明,YbH和YbF分子的上述电子态间振动能级的Franck-Condon因子对角占优,激发态的辐射寿命极短,均在ns量级,是合适的激光冷却候选对象。（3）基于计算的振动能级,Franck-Condon因子和爱因斯坦自发发射系数,给出了YbH和YbF分子的激光冷却方案。对YbH分子,Α2Π（v’=0）-Χ2Σ+（v=0）跃迁构成的准闭合光学循环,由三束激光驱动,主泵浦光的波长为619.7nm,另外两束辅助泵浦光的波长为670.4nm和664.8nm。对YbF分子,则有两种可能的方案,分别利用Β2Σ+-Χ2Σ+循环和Α2Π-Χ2Σ+循环。驱动YbF分子Β2Σ+-Χ2Σ+循环的激光是两束(λ00=485.7nm,λ10=498.4nm);驱动YbF分子Α2Π-Χ2Σ+循环的激光是三束(λ00=547.6nm,λ10=563.8nm,λ21=562.8nm)。所有泵浦激光波长均在可见光范围内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 原子的冷却和囚禁
•   1.2 分子的冷却和囚禁
•   1.3 激光冷却分子的研究进展
•   1.4 YbH和 YbF分子的研究现状
•   1.5 本论文的主要内容
•   参考文献
• 第二章 计算方法简介
•   2.1 从头算量子化学方法概述
•     2.1.1 Hartree-Fock方法
•     2.1.2 组态相互作用（Configuration Interaction）
•     2.1.3 多参考组态相互作用（MRCI）方法
•   2.2 一维定态Schr?dinger方程的求解
•   2.3 Franck-Condon因子
•   2.4 辐射寿命
•   参考文献
• 第三章 YbH、YbF分子低占据电子态的理论研究
•   3.1 ab initio计算方法
•   3.2 YbH分子
•     3.2.1 基底的选择
•     3.2.2 YbH分子Λ-S态的势能曲线
•     3.2.3 YbH分子的永久偶极矩和跃迁偶极矩
•     3.2.4 YbH分子的Franck-Condon因子和辐射寿命
•     3.2.5 YbH分子的激光冷却方案
•   3.3 YbF分子
•     3.3.1 YbF分子Λ-S态的势能曲线
•     3.3.2 YbF分子的跃迁偶极矩
•     3.3.3 YbF分子的Franck-Condon因子和辐射寿命
•     3.3.4 YbF分子的激光冷却方案
•   3.4 本章小结
•   参考文献
• 第四章 总结与展望
•   参考文献
• 研究生期间科研和获奖情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王雅丽

导师: 凤尔银

关键词: 分子,激光冷却,计算,势能曲线,因子

来源: 安徽师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 安徽师范大学

分类号: O561

总页数: 65

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