تحليل خطوط گذار روبيديوم در سلول سكه اي با استفاده از چيدمان طيف سنجي جذب اشباع

Analysis of rubidium transition lines in a coin cell using a saturation absorption spectroscopic setup

به منظور رسيدن به طيف هاي فوق ريز در محيط هاي اتمي همانند گاز روبيديوم جهت كاربري در سيستم هاي فوق حساسي مانند ساعت هاي اتمي، موانع زيادي مانند طيف پهن شده داپلر وجود دارد. براي از بين بردن اين پهن شدگي، روش هاي متعدي از جمله استفاده از گازهاي نجيب در داخل سلول، كوچك كردن سلول بخار اتمي، بازتاب انتخابي از لبه پنجره سلول بخار اتمي و جذب اشباع وجود دارد. در اين مقاله، تلاش بر اين است كه با استفاده از كوچك سازي سلول در ابعاد ميلي متري و بهره گيري از چيدمان طيف سنجي جذب اشباع خط D1 بخار اتمي روبيديوم، به طيف هاي فوق ريز اين ماده دست يافت. در اين ساختار پيشنهادي، از دو پرتوي ليزري به جاي تك پرتو، كه داراي شدت هاي متفاوت ولي فركانس هاي برابر هستند، استفاده مي شود كه بعنوان راهكاري بسيار مطلوب براي دستيابي به ترازهاي فوق ريز و زيرسطوح زيمان است. نتايج نشان مي دهند كه با استفاده از اين ساختار سلول سكه اي با موفقيت به پهن شدگي داپلري ناشي از سرعت هاي اتمي تفوق يافته و به خوبي اين سطوح فوق ريز نمايش داده مي شود.

To obtain ultra-fine spectra in atomic environments like rubidium gas, which is used in ultra-sensitive systems like atomic clocks, various challenges need to be addressed. One such challenge includes the Doppler broadened spectrum. Several transitional methods can be employed to eliminate this expansion, including using noble gases inside the cell, shrinking the atomic vapor cell, selective reflection from the window edge of the atomic vapor cell, and saturation absorption. This article proposes a method to achieve ultra-fine spectra of rubidium atomic vapor by miniaturizing the cell to millimeter dimensions and using the D1 line saturation absorption spectroscopic setup. The proposed structure uses two laser beams of different intensities but equal frequencies, which is a desirable solution to achieve ultra-fine levels and sub-Zeeman levels. The results of the experiment demonstrate that this structure successfully overcomes the Doppler broadening caused by atomic velocities, resulting in a clear display of these ultra-fine surfaces.