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原子能级是原子系统能量的量子化表示，原子中的电子在不同能级之间的跃迁对应于电子运动状态的变化，人们通过电子在不同能级之间的跃迁产生的发射和吸收光谱来研究原子内部结构，进而认识原子内部的各种相互作用和运动。研究原子、分子的跃迁光谱是人们认识原子分子结构的重要途径。基于此，对不同元素的原子能级探测就显得越来越重要。
本论文研究是原子能级探测实验装置的应用电路及相关器件，在本论文中，实验装置分成三个组成部分：激励光源部分、原子泡伺服部分、光电检测部分。激励光源部分，用无极放电谱灯或半导体激光二极管作为激励光源器件。通过控制电路得到理想的激励光源。原子泡伺服部分，即样品原子的抽运部分，为了提高抽运效率，要控制原子气泡室的物理环境。光电检测部分，即实验显示部分，把激励出来的跃迁光谱信号放大，用示波器显示出来以便于观察。为了使整套电路不受原子种类的局限，多数的控制电路都是可调的。
无极放电谱灯是一种高频无极放电，用高频激励和恒温控制来获得所需的激励光，经制作及调试、改进，得到波长为780nm的激励光源。半导体二极管激光的输出波长由工作电流和工作温度来决定，在论文中，通过严格的恒流和恒温控制同样得到了780nm的激励光源。同时还通过电路调节及配合不同的激光管得到了波长为408nm的激励光源，说明电路的可调性良好。在原子伺服部分中加入了恒温电路以保持样品原子气态，温控电路的精度在0.1℃左右。为了观测原子的塞曼能级跃迁，在抽运过程需要加入外磁场和微波，在本论文中，用恒流源电路来控制激励线圈得到稳恒磁场，把它稳定在10-2特斯拉。并根据所需要的微波谐振频率频率确定了微波的谐振模式和谐振腔的尺寸。光电检测部分是一个简单的光电检测电路，通过实践，能够满足实验要求。本论文中以铷原子作为实验对象，但是这套电路是可调的，同样适用于其他原子。