光泵磁共振实验的原理探究

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1、光泵磁共振实验的原理探究鲁浩东（平东师范大学物理学系，上海10111530333，中国）摘要：光磁共振技术是20世纪50年代法国物理学家卡斯特勒（A.KaSt1er）提出的。他于丨996年获诺贝尔物理学奖。该技术是将光抽运与射频磁共振相结合的一种双共振过程。气体原子寒曼子能级能》差极小,磁共振信号极弱，难丁•探测，采用光探测原子对入射光的吸收，获得；T磁共振信号。因此光磁共振技术既保持Y磁共振的高分辨率，又将探测灵敏度提髙丫约十个量级，因而特别适川子研宂原子、分子的细微结构及其冇关参虽的精密测量，以

2、及对胶子、分子问各种相互作用进行研究。近年来出现的激光射频双井振技术为原子、分子高激发态的精密测量开辟了广阔的前眾。利用光磁丼振原理在壁子频标和粘密测定磁场上已经开发了粘密仪器,即原子频率标准（原子钟）和原子磁强计，更東要的是光磁共振原理为激光的发现赀定了基础。关键词：光泵；共振：灵敏度：激光中图分类号：*****文献标志码：A文章编号：*****PrincipleInquiryofOpticalPumpingLUHao-dong(EastChinaNormalUniversityPhysics，S

3、hanghai10111530333，China)Abstract：LightMRItechnologyisproposedinFrenchbyphysicistKastler(A.Kastler)in1950s.HewontheNobelPrizeinPhysicsin1996.ThetechnologyisadoubleresonanceopticalpumpingprocessofcombiningMRIandRF.Zeemansublevelsgasatomsenergydifference

4、isextremelysmall，extremelyweakmagneticresonancesignalsaredifficulttodetect，usingatomicabsorptionofincidentlightdetection.peopleaccesstothemagneticresonancesignal.Therefore，whilemaintainingtheopticalresonancetechniqueofhigh-resolutionMRI,inturnimprovest

5、hedetectionsensitivityofabouttenordersofmagnitude,whichisparticularlysuitableforstudyingatomic，finestructureandprecisionmeasuringrelevantparametersofthemolecules,aswellasatomic，Researchvariousintermolecularinteractions.Inrecentyearsthereradiofrequencyd

6、oubleresonancelasertechnologyasatoms，molecules,high-precisionmeasurementofexcitedstatesopenedupbroadprospects.Usingopticalresonancefrequencyofthestandardprinciplesofquantummeasurementandprecisionmagneticfieldhasdevelopedaprecisioninstruments，namelyatom

7、icfrequencystandards(atomicclock)andatomicmagnetometer，itismoreimportanttofindalaserlightmagneticresonanceprinciplelaidthefoundation.Keywords：Opticalpumping；Resonance；Sensitivity；Laser光磁共振是根据角动量守恒原理，用光抽运来研宄原子超精细结构塞曼子能级间磁共振现象的双共振技术。由于应用了光探测方法，使得它既保存了磁共振

8、高分辨率的优点，同时又将测量灵敏度提商了儿个数量级。它对原子、分子等A部的微观结构的研究，在量子频标、弱磁场的精确测量等方面都有很大的应用价值。本文研究了光抽运、磁共振、光检测的思想方法和实验技巧，并进一步研宂原子超精细结构塞曼子能级间的磁共振。测定了铷同位素和的因子，测定地磁场。1光泵磁共振的基木原理1.1铷原子的超精细结构及其塞曼分裂铷是一价碱金属原子，天然铷中含有两种同位素：根掘ls稱合产生精细结构，它们的基态是53s®,最低激发态是和5光磁共振是根据角动量守恒