ILM - 19-Spectro Recherche-dimeralkalin_en_new

Спектрометрія лужних димерів з високою роздільною здатністю

19-spectro

А. РОСС, П. КРОЗЕТ, Н, ГАРКЕР

Рис. 1. Криві молекулярної потенційної енергії, специфічні для NaK, але також типові для інших лужних димерів, що демонструють флуоресценцію щодо спін-орбітального комплексу.

Флуоресценція, індукована лазером (лазерами) в поєднанні з спектрометрією Фур'є, виявляється дуже ефективною для дослідження лужних димерів, для яких точні вимірювання забезпечують необхідну основу для експериментів, що проводяться в дуже холодних умовах, і служать тестом для моделей асимптотика зв'язків, розроблена, зокрема, в теоретичній фізико-хімічній групі ІЛМ. Насправді лужні, гомоядерні, а згодом і зовсім недавно диполярні види є переважними для досліджень шляхом фотоасоціації надхолодних атомів (PAS), які переважно зондують дуже збуджені вібраційні рівні, доступні за нашою технікою, і їх важко ідентифікувати без знання електронної структури . Ця структура часто виявляється надзвичайно складною у випадку лужних димерів, і її опис кривими потенціальної енергії V (R), можливо зчепленими між собою і покриваючими великі міжядерні відстані, вимагає (серед іншого) надійного опису та точного спінові ефекти.

Тоді наш підхід полягає у вивченні електронних станів лужних димерів методами сполучення лазерно-індукованої флуоресценції (один або два фотони) та фур'є-спектрометрії (LIF-FTS). Експериментальна установка досить проста, але породжує багаті спектри з роздільною здатністю, що обертаються, оскільки вони зроблені в умовах, що сприяють передачі енергії зіткненням. Збудження одного ровібронового рівня за допомогою поздовжнього одномодового лазера в поєднанні з точністю та роздільною здатністю Фур'є-спектрометрії дозволяє розшифрувати ці складні спектри, які виявляються нерозривними при прямому поглинанні. Крім того, електронне збудження за двофотонною схемою (накачування + спонтанне випромінювання) дає доступ до вібронічних рівнів "гераде" центрально-симетричних видів, недоступних безпосереднім поглинанням.

Рисунок 2: Спектр LIF-FTS системи A 1 Σ + - X 1 Σ + в NaK з розширенням зони коливальної релаксації, що дозволило спостерігати три послідовних уникнутих перетину на рівні коливань vA = 0 електронного стану A 1 Σ + NaK, взаємодіючи з b 3 Π.

3400 незалежних "термінових енергій" (Tred -1), отримуючи відхилення незваженого середньоквадратичного значення 0,025 см -1, тобто

3x точність вимірювання.

Це відновлення детальних досліджень енергетичної структури молекули NaK значною мірою мотивовано експериментами молекулярного охолодження із застосуванням слабозв'язаних молекул, відомих як "Фешбах". Оскільки ці молекули, як правило, мають триплетний домінантний характер, їх охолодженню значно сприяє двофотонний перенос, що проходить через проміжний електронний стан змішаного триплетного/синглетного характеру, такий як A 1 Σ +/b 3 Π стану молекули NaK, сполученого за ефектом спін-орбіти, до досягнення основного електронного стану X 1 Σ +. Надійне прогнозування ефективних охолоджувальних оптичних переходів вимагає детальних знань електронних кривих потенційної енергії, а також елементів матриці, що стосуються їх зв'язку на широкому діапазоні міжядерних відстаней. Наша робота спрямована на розробку відповідних форм цих матричних елементів. Майбутні двофотонні експерименти дозволять проводити більше спостережень триплетного стану b 3, безпосередньо недоступного для основного електронного стану завдяки його спіну.

Рисунок 3: Приклади уникнутих перетинів між вібраційним рівнем vA = 1 електронного стану A 1 Σ + та трьома спін-орбітальними компонентами коливальних рівнів vb = 2 - 5 електронного стану b 3 Π. Знижені “термінові” енергії побудовані як функція квантового числа обертання Дж. Прогнози проф. Бергеман зображені суцільними крапками; останні спостереження представлені порожніми колами.

Подвійні резонансні експерименти з двома одномодовими лазерами систематично досліджували стан 2 1 Πg Rb2, створюючи розширену флуоресценцію до станів B 1 Πu та A 1 Σu +/b 3 Πu. За достатнього часу життя у збудженому стані рівень, обраний оптичною накачкою, може знезаселитися зіткненням, переносячи популяцію на сусідні обертальні (або навіть ротаційні або ровібронічні) рівні. Тоді спектри набагато краще описують збуджений стан і можуть виявити ефекти, які залишаться непоміченими для основної флуоресценції. Аберації в інтенсивності декількох ліній відображають ефекти квантової інтерференції, спричиненої в цьому конкретному випадку локальними уникнутими перетинами (спін-орбітальні порушення). Наші моделі для V (R) та μ (R) (електричного дипольного перехідного моменту) повинні відтворювати молекулярні енергії та інтенсивності, виміряні в розсіяній флуоресценції. Дослідження ще більш збуджених станів тривають, зокрема у співпраці з дослідниками

Польська (IF - PAN & Univ. Warsaw) у поляризаційній спектроскопії та як частина співпраці PICS із командою пані Ліри у Філадельфії (Університет Темпл, США), за допомогою якої ми вдосконалюємо методи націлювання на триплетні стани.

Рисунок 4: Флуоресценція після безпосереднього збудження системи A 1 Σ + u - X 1 Σ + g Rb2, що ілюструє складність спектрів та єдину часткову селективність збудження, незважаючи на одномодовий лазер.

Рис. 5: Флуоресценція після збудження подвійним резонансом системи 2 1 Πg - A 1 Σ + u - X 1 Σ + g Rb2, що ілюструє очищення спектрів в результаті кращої селективності збудження. Цей підхід подвійного резонансу набагато більше підходить для вивчення електронних станів 2 1 Πg та A 1 Σu +/b 3 Πu, а стан B 1 Πu (вже відомий) служить еталоном енергії.