激光光谱技术-93高分辨亚多普勒光谱技术

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1、第9章激光光谱技术9.1基本原理9.2提高光谱探测灵敏度的方法9.3高分辨亚多普勒光谱技术9.4时间分辨光谱技术9.3高分辨亚多普勒光谱技术9.3.1分子束光谱9.3.2饱和吸收光谱9.3.3多光子光谱转动圆筒开口记录纸剥离重复多次采样后概述粒子热运动速率分布实验粒子热运动造成的多普勒展宽是谱线展宽的主要因素突破多普勒展宽限制的高分辨光谱技术称为亚多普勒光谱技术有两种方式可以突破多普勒展宽限制（1）选择被探测的分子，分子束光谱、饱和吸收光谱（2）选择用于探测的光子，多光子光谱9.3.1分子束光谱采取一定的措施限制粒子的运动，使其运动方向大致一样，然后再对被限制的粒子以合适的方式

2、进行探测准直分子束绝热膨胀分子束快离子束高真空中定向移动的原子或分子流（1）准直分子束狭缝B用于控制分子束的发散程度，即准直比粒子在离源距离r处的速率对角度积分频率分布谱线宽度二氧化硫的准分子束光谱气体从高气压区通过微型喷口绝热膨胀到真空室分子内能→定向平移的动能分子被冷却，同时分子束的定向移动速度提高（2）绝热膨胀分子束绝热膨胀前后能量守恒，高压区u0=0，真空区p<

3、）快离子束加速电场与离子运动速度两点注意：加速电场要大，使热运动速度可忽略加速电场要稳定，使运动速度均一加速前后粒子速度差别9.3.2饱和吸收光谱也是恰当地选择一组分子，选择手段为“光”强泵浦光，改变粒子“状态”弱探测光，探测粒子的这种改变由多普勒频移效应得到，同一个粒子所看到的泵浦光和探测光的频率为，当激光频率为v0时，只有速度v=0的粒子才能同时让泵浦光和探测光产生吸收当激光频率为v0时，强泵浦光使速度v=0的粒子产生饱和吸收，此时弱泵浦光将不再被吸收，即在吸收频率v0处吸收反而更弱，形成反转峰交叉共振：多能级情况下，除了正常饱和吸收峰外，还有交叉共振吸收峰交叉共振的基本原

4、理交叉共振峰的位置：选择的粒子速度为：粒子群看到的激光频率将分别为：提高饱和吸收光谱探测灵敏度的方法9.3.3多光子光谱在激光强度较高时，粒子可同时吸收多个光子跃迁到上能级能够用可见和近紫外光研究紫外和远紫外光谱，从而弥补该光谱区域光源缺失的不足多光子吸收与亚多普勒光谱1、多普勒频移2、双光子和频3、双光子吸收的条件双光子吸收实验装置图三光子吸收原理图