铷原子四波混频产生蓝紫光激光技术研究

"碱金属铷四波混频蓝紫光激光研究" 本文主要探讨了碱金属铷（Rubidium，Rb）中利用双光子吸收（Two-Photon Absorption，TPA）和四波混频效应（Four-Wave Mixing，FWM）产生358.7nm和420.3nm蓝紫光激光的技术。这项研究由北京邮电大学理学院的杨镇和赵晓红共同完成，并标记为首发论文。 在实验中，研究者们关注的是Rb原子中的5S态到6D态的双光子跃迁过程。双光子吸收是一种非线性光学效应，其中两个光子同时被一个原子吸收，使得原子从较低能级跃迁至较高能级。在这个特定情况下，两个光子的能量总和等于从5S态到6D态的能量差，从而导致5S→6D的双光子激发。 随后，通过四波混频效应，研究者们能够生成蓝紫光激光。四波混频是一种非线性光学过程，在这个过程中，四个光波（通常包括两个泵浦光、一个信号光和一个偶极子光）相互作用，产生新的光频。在这个实验中，双光子激发产生的高能态原子与泵浦光交互，生成了具有高单色性和定向性的358.7nm和420.3nm蓝紫光激光。 此外，研究人员还测量了5S→6D双光子泵浦下300-820nm范围内的荧光谱线，这有助于了解Rb原子的其他可能跃迁和光谱特性。实验结果对于理解Rb原子的非线性光学行为具有重要意义，同时也揭示了这种碱金属在蓝光和紫外激光领域的潜在应用。 这些蓝紫光激光的应用前景广泛，包括但不限于水下激光通信、显示技术、荧光激发、拉曼光谱分析、海洋资源探测、激光生物医学（如精确的激光手术）以及光刻和高密度信息存储等领域。新型激光光源的开发对于科技进步和技术创新具有重要的推动作用，特别是在需要高精度、高亮度和特定波长光源的科学和工业应用中。 关键词：铷，四波混频，双光子激发，蓝光激光，紫外激光 中图分类号：O43（物理学类，光学） 英文标题：VioletandBlueLaserinRubidiumFour-waveMixingSystem 作者简介：杨镇，男，1994年生，主要研究方向为非线性光学；赵晓红，女，教授，硕士生导师，专注于非线性光学研究。 这项研究展示了碱金属铷在非线性光学领域的潜力，尤其是在产生高纯度蓝紫光激光方面，为相关领域的科学研究和技术应用提供了新的思路和方法。