【摘 要】
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氮气分子在800nm的飞秒激光脉冲作用下发生隧道电离,电离之后的分子离子处于不同的电子态。当另外一束弱的800nm激光的倍频光通过该电离区域,391nm和428nm位置的谱线会被
【机 构】
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北京大学物理学院现代光学研究所,北京100871
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氮气分子在800nm的飞秒激光脉冲作用下发生隧道电离,电离之后的分子离子处于不同的电子态。当另外一束弱的800nm激光的倍频光通过该电离区域,391nm和428nm位置的谱线会被放大,产生线宽很窄的超荧光辐射,即所谓的前向“空气激光”。其中391nm和428nm的辐射分别来源于N2+(B2Σu+,v'=0)→N2+(X2Σg+,v=0)和N2+(B2Σu+,v'=0)→N2+(X2Σg+,v=1)的跃迁,实验中观察到的超荧光辐射归功于N2+基态和激发态之间的布居反转,我们采用光谱的方法研究了造成这种基态和激发态布居反转的机理。由于激光的产生与上下两个能级都有关,而荧光的辐射则只取决于上能级,因此同时测量前向的激光光谱和侧向的荧光光谱就能够观察基态和激发态布居数的变化。实验结果表明N2+(B2Σu+)和N2+(X2Σg+)之间虽然有布居反转,但是这个反转的量比起激发态的绝对布居数是很小的。除此之外,我们发现分子以及离子之间的碰撞作用会使激发态的离子通过非辐射跃迁的过程到达基态,这种作用对于电离之后的电子态的重新分布有很大的影响。
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