2.6.1 铷光谱灯:
铷灯泡寿命:10000小时
高频振荡器工作频率:55MHz一65MHz
控温温度: 约90℃
2.6.2 主要光学器件:
干涉滤光镜:中心波长7948A土50A
偏振镜: 工作波长7948A
1/4波片: 工作波长7948A
2.6.3 吸收池:
铷吸收泡直径:约52mm
控温温度:55℃.
2.7 工作条件:
电源电压: 220V土10%,50Hz;
环境温度: 0—40℃
相对湿度: 85%
耐久性: 连续工作不小于8小时.
3. 工作原理:
本实验系统由主体单元,电源,辅助源,射频信号发生器及示波器五部份组成.见图2.
示波器
图 2.光磁共振实验装置方框图
3.1 主体单元:
主体单元是该实验装置的核心,如图3所示.由铷光谱灯,准直透镜,吸收池,聚光镜,光电探测器及亥姆霍兹线圈组成.
天然铷和惰性缓冲气体被充在一个直径约52mm的玻璃泡内,该铷泡两侧对称放置着一对小射频线圈,它为铷原子跃迁提供射频磁
.2.
图3.主体单元示意图
场.这个铷吸收泡和射频线圈都置于园柱形恒温槽内,称它为"吸收池".糟内温度约在55℃左右.吸收池放置在两对亥姆霍兹线圈的中心.小的一对线圈产生的磁场用来抵消地磁场的垂直分量.大的一对线圈有两个绕组,一组为水平直流磁场线圈,它使铷原子的超精细能级产生塞曼分裂.另一组为扫场线圈,它使直流磁场上叠加一个调制磁场.铷光谱灯作为抽运光源.光路上有两个透镜,一个为准直透镜,一个为聚光透镜,两透镜的焦距为77mm,它们使铷灯发出的光平行通过吸收泡,然后再汇聚到光电池上.干涉滤光镜(装在铷光谱灯的口上)从铷光谱中选出光(λ=7948A).偏振片和1/4波片(和准直透镜装在一起)使光成为左旋园偏振光.偏振光对基态超精细塞曼能级有不同的跃迁几率,可以在这些能级间造成较大的粒子数差.当加上某一频率的射频磁场时,将产生"光磁共振".在共振区的光强由于铷原子的吸收而减弱.通过大调场法,可以从终端的光电探测器上得到这个信号.经放大可从示波器上显示出来.
铷光谱灯是一种高频气体放电灯.它由高频振荡器,控温装置和铷灯泡组成.铷灯泡放置在高频振荡回路的电感线圈中,在高频电磁场的激励下产生无极放电而发光.整个振荡器连同铷灯泡放在同一恒温槽内,温度控制在90℃左右.高频振荡器频率约为65MHz.
光电探测器接收透射光强度变化,并把光信号转换成电信号.接收部分采用硅光电池.放大器倍数大于100.
3.2 电源:
电源为主体单元提供三组直流电源,第Ⅰ路是0～1A可调稳流电源,为水平磁场提供电流.第Ⅱ路是0～0.5A可调稳流电源,为垂直
.3.
磁场提供电流.第Ⅲ路是24V/2A稳压电源,为铷光谱灯,控温电路,扫场提供工作电压.
3.3 辅助源:
辅助源为主体单元提供三角波,方波扫场信号及温度控制电路等.并设有"外接扫描"插座,可接SBR—1型示波器的扫描输出, 将其锯齿扫描经电阻分压及电流放大,作为扫场信号源代替机内扫场信号,辅助源与主体单元由24线电缆连接.
3.4 射频信号发生器:
本实验装置中的射频信号发生器为通用仪器,可以选配,频率范围为100KHz～1MHz,输出功率在50Ω负载上不小于0.5W.并且输出幅度要可调节.射频信号发生器是为吸收池中的小射频线圈提供射频电流,使其产生射频磁场,激发铷原子产生共振跃迁.
4.结构特征:
本装置为便于直观教学,采用了开放式结构,分立部件,其主体单元的各部分(铷光谱灯,吸收池,光电探测器及光学器件等)都分别放置在光具座滑轨的5个滑块上,调节方便.主体单元各零部件均为无铁磁性材料制成.为了能在灯光,日光下工作,该实验装置配备一个遮光罩.铷光谱灯的后部留有一个观察孔.正常工作时透过观察孔可看见玫瑰紫色的光线,结构布置见图4.
电源有两个数字表头,分别指示水平场,垂直场的电流大小.其前,后面板如图5.a,图5.b所示.
辅助源上设有水平场,垂直场和扫场的方向控制开关.铷光谱灯和吸收池的控温指示.其前,后面板如图6.a,图6.b所示.
5. 安装和调整

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