鹼金屬蒸氣的紅外上轉換及其非線性研究

Abstract

本次實驗我們利用加熱管作金屬蒸氣的非線性光譜及吸收光譜之研究。 本非線性光譜方面，研究倍頻信號，紅外上轉換，如雙光子共振與否，濃度大小，及 不同紅外波長對信號強度的影響。以及激勵雷射功率大小的關係。也針對三光子共振 的紅外上轉換和雙光子共振後再吸收一個紅外光的上轉換作比較。 實驗中對紅外上轉和倍頻信號的響應時間作了測量，發現與雷射訊號幾乎同步，屬於 立時響應，可應用在快速元件上。 至於倍頻信號或稱二次諧波（Second Harmonic Generation），顯然與具中心對稱介 質其二次諧波為零的結論不符，是否為電四極矩作用，或是產生一局部電場參與的四 波混合，這需要進一步的研究。 局部加熱的使用，觀察瞬間高溫對紅外上轉換及倍頻信號的影響，紅外上轉換及倍頻 信號，隨著局部溫度的上升而增加，局部溫度下降後迅速恢復原來的強度，而５８９ ．１nm及５８９．７nm則相反，局部溫度一增加，信號幾近消失。 除了純鈉原子蒸氣，並研究了鈉和銣的混合金屬蒸氣，發現一些差異處： １．雙光子共振下，兩者的５８９．１nm及５８９．７nm附近有明顯的不同。 ２．比較兩者的吸收光譜，發現混合蒸氣中出現一些不屬於原子的異常譜線。