钐原子激发态光谱的研究

稀土元素钐(Sm)的基态构型包括7个能级4f~66s~2 ~7F_(Ji) (Ji = 0,1……6)。2个6s外层电子和4f内层电子都有可能激发，产生复杂的光谱。给研究工作带来一定的困难。本文首先在原子束装置中，采用脉冲染料激光器。对钐原子进行一步共振激发。结合Boxcar技术测量了钐原子激发态的荧光衰减曲线。得到八个钐原子低能级的自然辐射寿命。不但对有争议的4f~66s6p ~7D_1~0态寿命值过行了复测，而且其中五个能级~5G_4~0(18503.49cm~(-1)), ~7D_2~0(16681.74cm~(-1)), ~7D_3~0(17243.55cm~(-1)), ~7D_4~0(17959.27cm~(-1))和 ~5G_5~0(18811.11cm~(-1))的寿命值是我们首次测得。另，本文还在原子束中采用激光二步共振激发，记录荧光光谱的方法对钐原子的高激发态新能级进行了测量。实验中选择十四条不同的激发路线，其第一步跃迁波长λ_1分别为：590.260nm, 590.605nm, 590.904nm, 591.636nm, 592.789nm, 597.938nm, 598.968nm, 599.509nm, 600.418nm, 604.500nm, 607.006nm, 608.412nm, 609.990nm及611.779nm。它们将钐原子从基组态~7F激发到4f~66s6p或4f~55d6s~2 构型的奇宇称中间态。第二步激光波长λ_2的扫描范围为556.0-576.0nm，λ_2将钐原子从上述中间态激发到位于34150-37732cm~(-1)能量区间的偶宇称高激发态。我们测定了在此能量范围内的122个偶宇称能级，其中117个能级为我们首次测得。本论文完善了钐原子的能级、寿命的光谱数据，对进一步研究钐原子有重要意义。