Study of SF□ lamb dip using CW Co□laser

Abstract

蘭姆凹陷是發生在光前進方向速度為零的一群分子上，兩道光相向打在分子上，同 時與分子發生作用。而且只有在此時，兩道光藉著分子而會相互影響，我們調變第 一道光，觀察第二道光，量測得蘭姆凹陷的訊號。 蘭姆凹陷是目前用來做穩頻最熱門的方法，它具有窄的頻寬，大的斜率（強度╱頻 率），可以使雷射的頻率很容易地穩在蘭姆凹陷之內，為了往後穩頻的需要，我們 必須先對蘭姆凹陷有個了解。選取最佳的工作點，使雷射穩頻變得更容易，穩定度 能達更高。這也是我們研究蘭姆凹陷最大的目的。 在本論文中，所採用的雷射是 CW CO□雷射，因為SF□分子的吸收譜線中，有一條 與CO□雷射10P(20)這條譜線很接近，所以選擇10P(20)這條譜線的雷射，觀察SF□ 的蘭姆凹陷，此雷射的線寬（高頻顫抖）為 1Hz，遠小於蘭姆凹陷的寬度。以此光 來觀察SF□分子的蘭姆凹陷，則結果必定是高解析度。 蘭姆凹陷的寬度決定於均勻加寬，而均勻加寬中可以改善的有碰撞加寬與功率加寬 ，碰撞加寬來自於SF□氣體壓力，功率加寬來自於泵光束的強度，選擇SF□的氣體 壓力與泵光束強度達到蘭姆凹陷最好的情況。在本論文中，固定泵光束的強度下， SF□壓力為 150mtorr 左右，蘭姆凹陷有最佳的寬度（∼2.4MHz）。SF□壓力為60 mtorr 左右，蘭姆凹陷有最佳的強度。我們可以選擇介乎兩壓立力之間的值做為往 後穩頻之用。