第九章分子束與光學雙共振技術超聲分子束超冷分子產生分子束中的非線性第8.1節超聲分子束分子束用途：準直，消Doppler加寬；內態泵浦，簡化光譜，提高數密度；平動冷卻，形成弱鍵vanderWaals分子；探測區無碰撞環境。原子腔體中的原子密度和氣壓p小增加原子相互作用自由程，忽略碰撞效應發散角密度分布一，準直分子束：擴散束(孔徑A<<平均自由程)消Doppler加寬發散角sin=(b/2)/d<<1Dopplershiftx方向密度分布吸收截面吸收線型熱平衡氣體吸收線性共振吸收截面ThermalgasCollimatedmolecularbeam二、超聲絕熱膨脹冷卻：能量守恒，溫度降低膨脹前后能量守恒內能勢能動能膨脹前熱平衡膨脹到真空腔如果初始能量U0+P0V0全部轉換化為動能，則U=0T=0降低原子的內部能量U,也就是降低原子之間的相對運動速度，降低原子的溫度如果原子速度大于局域聲波速度超聲分子束初級準直準直后形成分子束與原子飛行方向相同的z方向的溫度T//在平行方向準直前準直后垂直方向探測平行和垂直方向的Doppller譜型，確定兩個方向密度分布平行方向垂直方向冷分子束可以用于減少轉動能和振動能UvibUtransUtransUtrans利用惰性氣體可以達到T//<1KPureNO25%NO2inAr當兩個原子A結合形成分子A2時，分子束縛能會轉換到第三者上而產生加熱效應，阻止平動能到達小值。但是惰性氣體分子束縛能小，可以用來減少加熱效應8.2節產生超冷分子平動態冷分子制備方法1、冷原子---(Feshbach)平動冷振動熱的分子

---(相干布居絕熱轉移)平動、振轉基態分子2、熱分子---(多級Stark減速)冷分子磁場Feshbach共振InUltracolddomainMagneticmomentsofclosedchannelandopenchannelaredifferent:ScatteringlengthBindingenergyMagneticmomentdifferenceRMP,82,1225,2010,Chin磁場掃描通過FeshbachRFcoupling三體復合（1）Moleculebasedonutracoldatoms非彈性碰撞；粒子數損失；針對玻色體系；不可控。FeshbachmoleculecreationCoherentRamanstatetransfertogroundvibrationalstate+1，磁場掃描通過Feshbach2，RFcouplingPRA,78,013416,2008,JinMolecularstatefreefreemoleculefree161kHzRb87+K40PRL,94,103201,2005Li6boundboundfreeboundGroundstateforLi6abc（2）熱分子---(多級Stark減速)冷分子囚禁取自葉軍報告具有電耦極矩的分子在電場中擁有電場勢（Stark勢），根據能量守恒，動能減少，溫度降低。當多次經過脈沖電場，分子溫度降低。Nature,406,491,2000實驗裝置分子囚禁CO:d=1.37debyeND3:

d=1.5debye;T=2mK準直多級減速囚禁loadingtrapping（3）熱分子---(buffgas碰撞)冷分子囚禁CaH+He碰撞減速磁場囚禁CaH2CaH囚禁磁場Nature,395,148,1998第8.3節分子束中的非線性光譜分子束飽和吸收譜方案1：M1反射形成飽和吸收

分子束發散，還會帶來Doppler加寬方案2：M2和M3代替M1形成飽和吸收利用f1，f2進行調制消除剩余Doppler加寬；防止只用M1，反射光進入激光器。只用M1利用M2,M3消除剩余Doppler快速離子束激光光譜(FIBLAS)兩離子經過電場加速電場初速度末速度其中如果加速后增加能量，增加平動速度，但是相對速度減少，速度差異主要由加速電場決定，如果電場穩定，則速度差穩定。加速冷卻同向離子束光譜探測：1，相互作用時間長線寬壓窄高靈敏度對于相互作用長度L=10cm，渡越加寬垂直探測，光的直徑1mm，渡越加寬2，固定激光頻率，調節加速電場U，或者U1和U2，獲得光譜。分子束時間飛行質譜(TOF)選擇特定能態和質量的離子碎片形成離子M+將離子M+激發到需要的電子激發態獲得離子碎片F+。由于電場一樣，所受