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1、激光光谱技术简介,徐云飞 Tel: 87953017Email: ,光谱技术,一、什么是光谱？ 光谱就是光的强度按其波长（或频率）依次排列。 用函数表示：I=I(入),如何测量光谱？,光谱,光谱,光谱,光谱技术分类,以光与物质相互作用的形式来划分： 1。发射光谱 2。吸收光谱,以测量技术的形式来划分： 1。直接测量 2。间接测量,光谱学分支,荧光光谱学 红外光谱学 傅里叶光谱学 光声光热光谱学 共振电离光谱学 喇曼光谱学 饱和吸收光谱学,光谱技术应用,光通信 光纤复用技术,主干光纤,分光器,光谱技术应用,原子分子的能级结构,光谱技术应用,激光同位素分离技术 氢原子能级：,光谱技术应用,激光分离
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3、线宽就越窄，原子钟的准确度就越高。 利用热原子束，原子飞经两个场的时间约几十毫秒，线宽为几十赫兹，原子钟的准确度为10-13量级。在原子喷泉中利用激光冷却的慢原子，可使间隔时间延长到1秒，线宽 近1赫兹。,光谱学的基础知识,二能级系统的量子化模型 经典振子模型 线宽与线型,二能级系统的量子化模型,爱因斯坦系数,比厄定律,经典振子模型,将发光原子看作一振荡的电偶极子：,消光系数和折射率,消光系数和折射率,vg = c / ng ， ng = n +(dn/d),线性吸收和非线性吸收,线性吸收和非线性吸收,线性吸收和非线性吸收,自然线宽,0,自然线宽,0,多普勒展宽,0,波长测量,棱镜分光计 光栅
4、分光计 标准具 波长的标定 傅里叶光谱仪,棱镜分光计,棱镜分光计,光栅光谱仪,光栅光谱仪,标准具(F-P干涉仪),标准具(F-P干涉仪),波长的标定,波长的标定,傅里叶光谱仪,光电探测技术,特点：光谱范围宽测量精度高测定速度快 内容：光电探测器（传感器，探头）信号处理器,光电探测器,光电探测器的功能：光信号 电信号,光电探测器分类：1. 热敏探测器2. 光敏探测器,光电探测器的主要参数：1. 灵敏度2. 动态范围3. 响应时间4. 光谱响应范围,热敏探测器,热敏探测器,光谱响应范围,光电倍增管PMT,光电二极管PD,PSD(位置灵敏),PSD是一种连续的模拟式光斑位置检测器件,其原理是利用光照
5、情况下光电二极管表面阻抗的变化来检测光斑的位置。和CCD等非连续(分割式)探测器相比,PSD的位置分辨率较高。,CCD或CMOS,信号处理器,光子计数器 锁相放大器 积分平均器,一般光谱测量,Sample,Detector 4,Detector 1,Detector 1: 光电探测器 Detector 2：光子探测器 Detector 3：电子探测器 Detector 4：声探测器 Detector 5：电流探测器,Detector 2,Detector 5,Detector 2,A,激发与消激发,激发谱,光声光谱PAS,光声光谱PAS,吸收技术,吸收技术,光电流 光谱,光电流 光谱,光电流 光谱,电离谱,电离谱,饱和吸收光谱原理,CELL,Probing beam,Saturation beam,Detector,饱和光谱探测能级示意图,87Rb 跃迁F=1F=0，1，2饱和吸收光谱,87Rb跃迁 F=2 F=1，2，3 饱和吸收光谱,条件两束光必须是和同一群原子发生相互作用时才会出现以上情况，而只有那些轴向速度分量为零的原子才能有贡献,F=2,F=2,F=3,交叉峰,共振峰,泵浦光,探测光,探测光,泵浦光,共振峰,共振峰,共振峰,交叉峰,交叉峰,共振峰,
