激光光谱学课件 第八章

2)理论分析：利用饱和时折射率的变化来分析。
偏振光谱学的优点： 1)它与其它亚多普勒技术共同具有高的光谱分辨的优点，其分辨 主要受到由于抽运束与探测束间有限夹角造成的剩余多普勒线宽 的限制，这限制对应于分子束发散角加于准直分子束线性光谱学 的限制．如果抽运束和深测束都不是紧聚焦的，则还能减小飞越 时间增宽． 2)其灵敏度比饱和光谱学的灵敏度大2—3数量级，仅在十分低的 样品压强下，内调制荧光技术才能超过它 3)对于标识复杂分子光谱，区分P、Q和R线的可能性是一个特殊 的优点．
2) 第二个激光器频率所获得的谱线，不但是消多普勒的，而且 线数希疏得多，极有利于谱线的识别。
3) 第二个激光器可以是宽带激光,用谱仪接收可以同时记录多个 跃迁谱线.
（3）利用选速光抽运作消多普勒谱
§8.4 双光子对射消多普勒谱
Chapter 8
第八章 消多普勒谱
在激光光谱学中，发展了多种消除气体光谱多普勒增宽的方法， 获得有效地提高分辨率的手段，极大地推动了光谱学的发展。
§8.1 饱和吸收谱
（1）Bennett洞及其表示式
多普勒线宽内的速度选择 (a) 上下能级权居的分布,Bennnet 烧空 (b) 多普勒线宽的非饱和吸收系数和饱和吸收系数
耗尽的下能级粒子都是在入射方向速度为0的粒子； •·如果粒子吸收的这两个光子，发生了两个不同的跃迁，即跃迁1和 跃迁2，则也会产生凹陷，导致跨接（交叉）共振”(cross over)的。
8．2 偏振谱
饱和吸收谱利用了饱和时吸收系数的变化，而偏振谱利用饱和时折射率 的变化。
饱和光谱学监察选择地耗尽吸收能级的抽运波引起的探测波吸收的减少， 而偏振光谱学的信号主要来自偏振抽运波感生的折射率的变化，这种非 常灵敏的无多普勒光谱技术比常规的饱和光谱学有更多优点。
监测透过的饱和光谱实验示意图
4) 交叉线
两个重叠的多普勒线的Lamb dip 谱，可以显 示每个光谱线的中心位置。
与具有公共下能级的俩个跃迁1和2为例 •·要在饱和光谱中形成凹陷，则必须是同一能级的同一群粒子（用速 度表征）在同时吸收了抽运光和探测光；
•·如果粒子吸收的这两个光子，都发生了同样的 跃迁，则对应的凹陷频率恰恰是1，2，跃迁的中心频率ω1，ω2。
如果这两个分量通过介质时折射率相同，则由于正交偏振片的作用， 检测器收到的信号为零。
泵浦光使下（上）能级在MJ能级分布不均匀，当一个线偏振探测 光透过第一个偏振器时，若激发从该下（上）能级到一个能级的 跃迁时，探测光的偏振方向会偏转，就会有探测光透过第2个偏 转器，PMT就会接收到信号。
强圆偏振光造成对介质对弱光的圆双色性（吸收系数不同），和圆各 向异性（折射率不同），于是线偏振光通过介质后成为椭偏，，经过 P2后被检出。当然这种情况只有当两束光作用于同一速群原子时才 会出现，因此是消多菩勒的。
来自单色可调谐激光器的输出被分成强度为I1的弱的探测束和强度为I2 的强的抽运束，探测束穿过线起偏振器P1、样品池以及与P1几乎正交 的第二个线起偏振器P2，当样品是各向同性的，P2后的探测器及仅仅 是来自由透过交叉偏振器的非常小的信号，大约是10-8I1
激光分为两束，设强泵蒲光为圆偏振光，而反向共线弱光为线偏振。 后者通过吸收介质以及正交偏振镜P2被检测。线偏振光可以分解 为左和右旋圆偏振两个分量。
（2）消多勒谱。强光饱和，弱光检测方法。
强光使得气体介质饱和，反向同频之弱光与强光交叉，通过介质 后被检测，将激光频率扫过多普勒线形。
当频率不在谱线中心时，两束光作用于不同的原子，弱光感受不 到强光所造成的后果。但当频率调到共振动时，弱光感受到强光 所造成的烧孔效应。吸收系数降低，因此，记录到的谱，是在本 底中央处有一凹陷。除去本底，这凹陷就是消多勒谱线。
8．3 其它消多普勒谱 （1）萤光中的消多普勒谱
（2）偶合跃迁中的消多普勒谱--偏振标识谱
方法: 1)先做偏振谱 .选出速度为0的原子. 2)锁定 1 ab 3)调另一频率,让近共振.当共振时,就得到透射峰.
1) 本方法特别适用于分子光谱研究，因为分子Байду номын сангаас线非常密集。 应用本方法后，下能级已被标定。