【摘 要】
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利用激光实现原子与分子的冷却和囚禁是当前物理学领域的热点研究课题。冷原子分子在原子钟、量子信息与量子计算、精密光谱等一系列领域都有重要的应用背景。本论文,我们以激光冷却分子实验为背景,通过对YbH和YbF分子电子态特性的计算研究,探索这些分子作为激光冷却候选分子的可行性。主要结果有:（1）利用多参考组态相互作用（MRCI）方法计算了YbH和YbF分子基电子态Χ~2Σ+和两个较低激发电子态Α~2Π和
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利用激光实现原子与分子的冷却和囚禁是当前物理学领域的热点研究课题。冷原子分子在原子钟、量子信息与量子计算、精密光谱等一系列领域都有重要的应用背景。本论文,我们以激光冷却分子实验为背景,通过对YbH和YbF分子电子态特性的计算研究,探索这些分子作为激光冷却候选分子的可行性。主要结果有:（1）利用多参考组态相互作用（MRCI）方法计算了YbH和YbF分子基电子态Χ~2Σ+和两个较低激发电子态Α~2Π和B~2Σ+的势能曲线,和Χ~2Σ+、Α~2Π和B~2Σ+电子态之间的跃迁偶极矩（TDMS）。采用分立位置表象法求解相应电子态的Schr?dinger方程,获得了这些电子态的振动能级和振动波函数,由振动能级拟合出的光谱常数结果与实验结果符合较好。（2）基于振动波函数和TDMS,计算了两个分子体系不同电子态振动能级间的Franck-Condon因子,和爱因斯坦自发发射系数及相应的激发态能级辐射寿命。结果表明,YbH和YbF分子的上述电子态间振动能级的Franck-Condon因子对角占优,激发态的辐射寿命极短,均在ns量级,是合适的激光冷却候选对象。（3）基于计算的振动能级,Franck-Condon因子和爱因斯坦自发发射系数,给出了YbH和YbF分子的激光冷却方案。对YbH分子,Α~2Π（v’=0）-Χ~2Σ+（v=0）跃迁构成的准闭合光学循环,由三束激光驱动,主泵浦光的波长为619.7nm,另外两束辅助泵浦光的波长为670.4nm和664.8nm。对YbF分子,则有两种可能的方案,分别利用Β~2Σ+-Χ~2Σ+循环和Α~2Π-Χ~2Σ+循环。驱动YbF分子Β~2Σ+-Χ~2Σ+循环的激光是两束(λ00=485.7nm,λ10=498.4nm);驱动YbF分子Α~2Π-Χ~2Σ+循环的激光是三束(λ00=547.6nm,λ10=563.8nm,λ21=562.8nm)。所有泵浦激光波长均在可见光范围内。
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