Előadást letölteni
Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon
1
Kómár Péter, Szécsényi István 2007. 11. 28.
Optikai pumpálás Kómár Péter, Szécsényi István
2
Elmélet I. Pumpálás: Adott szintek közötti gerjesztés A B
Spontán emisszió (B C) Relaxáció (C A) B Optikai pumpálás Spontán emisszió (GYORS) C Termikus relaxáció (LASSÚ) Pumpálási szintek A
3
Betöltöttség: Termikus egyensúly Populáció inverzió …Elmélet I. … E N
A A
4
Zeeman-felhasadás: Külső mágneses-tér – spin kölcsönhatása
…Elmélet I. … Zeeman-felhasadás: Külső mágneses-tér – spin kölcsönhatása Energiaszintek felhasadása mj = + 1/2 B mj = – 1/2 3 2P1/2 3 2S1/2 – + cirkulárisan poláros fénnyel gerjeszthetők
5
… …Elmélet I. 3 2P1/2 + 1/2 – 1/2 + I. 33% 67% II. + 1/2 III.
3 2S1/2 – 1/2 IV. … V.
6
Munkamódszer Rb gázt adott hullámhosszú, cirkulárisan poláros fénnyel világítunk meg Emiatt a környezettől függően (B-tér, EM) átrendeződnek az energiaszintek betöltöttségei Emiatt pedig megváltozik a gáz abszorpciós képessége a megvilágítás fényére Mi az átmenő fény intenzitását mérjük, és ennek változásából következtetünk a belső változásra
7
Négyszögjel generátor (Bvált)
Mérési elrendezés Áramgenerátor (Báll) Rezgőkör () Rb kisülési cső („pumpa”) Négyszögjel generátor (Bvált) Erősítő a fotodiódától Oszcilloszkóp
8
1. Rb kisülési cső 2. Lencse 3. Interferencia szűrő 4. Polárszűrő
…Mérési elrendezés… 6. 8. 2. 3. 4. 4.+5. 5. 9. 1. Rb kisülési cső 2. Lencse 3. Interferencia szűrő 4. Polárszűrő 5. /4 – es lemez 6. Tekercspár (Zeeman) 7. Rb gáz 8. Rezgőkör tekercse 9. Lencse 10. Fotodióda 7. 1. 10.
9
A pumpálható elektronok száma gyorsan csökken
Idoállandók mérése Pumpálás és relaxáció együttes időállandója: B változása megfordítja a pumpálás irányát I. EZeeman EZeeman II. IV. III. II. + B – B A pumpálható elektronok száma gyorsan csökken
10
A pumpálható elektronok száma nő
…Időállandók mérése… Termikus relaxáció időállandója: Btekercs = – BFöld E = 0 I. II. III. –BFöld A pumpálható elektronok száma nő
11
Elmélet II. A felhasadt nívók távolsága: ahol a Bohr-magneton pedig j-től, s-től és I magspintől függ EM sugárzással gerjeszthető az átmenet: Abszorpció: PAbsz ~ Nalsó Indukált emisszió: PIndE ~ Nfelső h∙f
12
Csak pumpálás Pumpálás + EM Kevés pumpálható e– Több pumpálható e–
…Elmélet II. Csak pumpálás Pumpálás + EM Optikai pumpálás Termikus relaxáció Indukált emisszió Kevés pumpálható e– Több pumpálható e– Alacsony abszorpció Nagy fotodióda jel Magasabb abszorpció Kisebb fotodióda jel (rezonancia)
13
Rezonancia mérése Rezonanciafeltétel:
f frekvenciát „beállítjuk” és mérjük:
14
B rezonanciához tartozó értékét kell megtalálni ! B három részből áll:
…Rezonancia mérése … B rezonanciához tartozó értékét kell megtalálni ! B három részből áll: Kézzel változtatható állandó komponens (ezt mérjük) Szinuszosan változtatott komponens Föld mágneses tere (polaritáscserével kiküszöböljük) mA
15
A szinuszos komponens segít: egyszerre egy egész tartomány vizsgálható
…Rezonancia mérése … B Brez A szinuszos komponens segít: egyszerre egy egész tartomány vizsgálható Báll-t beállítjuk, hogy rezonancián Bszinusz = 0 Fotodióda jele Bszinusz
16
Magspin meghatározása
Két izotóp: 85Rb, 87Rb 4 különböző f frekvencia Ismétlünk ellentétes polaritással a Föld mágneses tere miatt 16 különböző Brez 2×4 átlag Brez
17
Az egyenesek meredekségéből: j, s és B ismeretében gF -ből
…Magspin meghatározása Az egyenesek meredekségéből: j, s és B ismeretében gF -ből I magspin mindekét izotópra kiszámítható Irodalmi értékek:
18
Sikeres mérést! Lyuk az optikai eszközök dobozának falán
Szórt fény Direkt fény tükröződése Rb kisülési cső Lyuk az optikai eszközök dobozának falán
Hasonló előadás
© 2024 SlidePlayer.hu Inc.
All rights reserved.