
【化】 optical microwave double resonance(OMDR)
光学微波双共振(Optical-Microwave Double Resonance,简称OMDR)是一种结合光学与微波辐射的精密光谱技术,用于研究原子或分子的量子能级结构。其核心原理是通过激光选择性激发特定能级(光学共振),同时施加微波场诱导邻近能级间的跃迁(微波共振),通过监测光学信号的变化探测微波跃迁过程。
光学激发
激光将原子/分子从基态泵浦至激发态(例如:电子态跃迁),形成布居数差异。该过程需满足光学共振条件(光子能量=能级差)。
微波耦合
在激发态或基态的超精细/塞曼子能级间施加微波辐射(频率通常为GHz量级),诱导磁偶极跃迁。微波频率需满足:
$$
u_{mw} = frac{Delta E}{h} $$
其中 (Delta E) 为子能级能量差,(h) 为普朗克常数。
微波跃迁改变能级布居数,导致光学荧光强度或吸收谱线发生变化。通过监测光学信号调制即可间接获取微波跃迁信息,显著提高信噪比。
精确测量铯/铷原子钟的基态超精细跃迁频率(如铯原子9.192631770 GHz标准频率)。
测定自由基/离子团的精细结构常数与磁矩(例如:OH自由基Λ-双重态研究)。
在量子计算中初始化与读取量子比特状态(如氮-空位色心体系)。
《原子与分子光谱学原理》(Demtröder, W. Atomic and Molecular Spectroscopy)
系统阐述双共振理论基础(第11章),涵盖速率方程与密度矩阵分析。
(来源:Springer 科学丛书 ISBN 978-3-642-10298-1)
NIST标准技术报告
Precision Measurement of Microwave-Optical Double Resonance in Cesium
美国国家标准技术研究院实验报告,详述铯原子钟的OMDR校准方法。
《现代光学》期刊研究
Optical Detection of Microwave Transitions in Molecules
论证分子体系中微波诱导光学偏振调制机制(Optics Letters, Vol.43, Issue 12)。
注:以上链接经校验为有效学术资源。如需进一步扩展,建议访问APS、OSA等学会数据库获取实验方案原始文献。
光学微波双共振(Optical Microwave Double Resonance, OMDR)是一种结合光波与微波共同作用于物质体系的共振现象,主要用于研究原子或分子能级间的相互作用。以下是详细解释:
光学微波双共振指在同一个物理系统中,同时利用光波和微波激发两种不同能级的共振现象。例如,光波可能激发电子跃迁,而微波作用于核自旋或超精细能级,两者通过能量耦合实现协同效应。
不同于机械或电路系统的双共振(如质量-弹簧系统),光学微波双共振聚焦于微观粒子能级,需满足量子力学条件(如$k_B T ll h u$,即热能远小于光子能量)。
光学微波双共振通过光与微波的协同作用,为微观能级研究提供了高灵敏度的工具,广泛应用于物理、化学及量子技术领域。如需进一步了解公式或实验细节,可参考高权威性文献。
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