【摘要】：本論文工作針對利用堿金屬原子的自旋交換-光學泵浦過程極化3He原子核的原理要求,設計并搭建3He極化腔的制作平臺,并最終制作出國內第一個具有新型銣鉀兩種堿金屬的3He極化腔。為后續(xù)開展極化3He研究打下重要基礎。本工作主要成果如下：(1)根據(jù)具體的實驗條件和實驗目的,設計并制作出用于極化腔的玻璃腔體及其附屬支管。探索了玻璃腔選材和加工的相關技術。詳細總結出制作流程和工藝。(2)設計并成功搭建了用于填充極化腔的真空充氣平臺。測試并證實系統(tǒng)真空性能滿足設計要求。設計優(yōu)化充氣工藝和極化腔充氣數(shù)據(jù)測量方法。(3)探索極化玻璃腔中使用的銣鉀混合物的配制工藝,使一定工作溫度下所獲得的兩種堿金屬蒸氣的數(shù)密度能夠保持特定的比例。在此基礎上總結優(yōu)化配制方法和相關工藝流程的關鍵技術要求。(4)利用設計并制作完成的玻璃腔,真空充氣系統(tǒng)以及堿金屬混合物,制作出用于3He極化實驗的極化腔。測量腔體充氣數(shù)據(jù)。最終成功獲得極化3He氣體。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O571
【圖文】：

光。目前市面上有技術較為成熟的匹配堿金屬ＲｂＤｌ線的大功率激光器。所Ｗ逡逑將堿金屬Ｒｂ作為激光索浦對象和自旋交換介質極化３Ｈｅ，成為目前自旋交換逡逑光學累浦技術中的最佳選擇。逡逑２．邋２．１}0的極化逡逑一般地，極化３Ｈｅ的第一步是通過光泉輸運的方法極化掽原子的最外層電逡逑子。自然界的}0有兩種同位素８５Ｒｂ和８７民ｂ，其豐度分別為７２．２％和巧．８％。如逡逑圖２．１所示為８５Ｒｂ原子的Ｄ１躍遷超精細能級結構，核自旋Ｉ為５／２。與價電子逡逑總角動量稍合后，基態(tài)５２Ｓｉ／２和第一激發(fā)態(tài)５２Ｐｉ／２的超精細結構量子數(shù)Ｆ邋＝邋１±Ｊ逡逑的值可�。不颍�。在磁場中由于量子數(shù)Ｆ的第Ｓ分量Ｆ，的取值不同而分裂成逡逑２Ｆ＋１個塞曼子能級。但由于}0原子的能級寬度遠大于超精細能級劈裂寬度，因逡逑此無法在原子吸收譜上分辨出同一精細能級下的超精細譜線。８７Ｒｂ的情況類似，逡逑不同的是其原子核自旋為３／２，則Ｆ取值為１或２。由于核自旋的介入產(chǎn)生的超逡逑精細分裂對８５Ｒｂ和８７民ｂ分別是３．０４和６．８７ＧＨｚ，遠小于我們實驗中所用的激逡逑光的線寬。所Ｗ可忽略核自旋作用［１６］。逡逑

２．邋３．邋２邋Ｒｂ－３Ｈｅ自旋交換逡逑Ｒｂ的自旋轉移到３Ｈｅ的自旋交換率Ｙｍ由下式表示；逡逑Ｙｓｅ邋＝＜邋0ｓｅＵ邋＞邋［巧６］邐（２．＝Ｋｓｅ［Ｒｂ］邐（２．中［Ｒｂ］為}0蒸氣體密度，Ｋｓｅ邋＝＜邋ＯｓｅＵ邋＞為依賴溫度的速度平均自ｒｆ交換自旋交換率常數(shù)［２４］，邋—般地：邐部逡逑Ｋｓｅ邋＝邋６．７４邋Ｘ邋１０—２０邋ｃｍ３／ｓ邐口邋一般的工作溫度下，Ｔ＝４７３Ｋ。則［Ｒｂ］邋＝邋９ｉｌ７ｘｌ0ｉ４ｃｍ－３，則：逡逑１ｅ邋＾邋４．５邋ｈｒｓ２．

巧ｅ邋＝巧ｂ——Ｙｓｅ——邐口邋５３）逡逑雙邐°°邋Ｙｓｅ（ｌ＋Ｘ）＋ｒＨｅ邐＾邐，逡逑當Ｙｍ〉〉。。時，極限為：逡逑巧ｅ邋＝邋Ｐ＜Ｓｂ邐（２．５４）逡逑對Ｘ因子的成因，人們曾懷疑其與極化腔的面體化有關，ＮＩＳＴ為此測量了逡逑各種沈０Ｐ極化腔的Ｘ因子數(shù)值與相應面體比的分布，如圖２．邋６巧３］。研究發(fā)現(xiàn)逡逑玻璃腔的Ｘ因子與相應的面體比有線性關系趨勢。但仍然缺少實驗上的xO究，逡逑無法肯定。逡逑１邋？邋４Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋１邋，，Ｉ邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ逡逑

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本文編號：2746780