超精细Paschen-Back区D2激发下$^{87}$Rb中的精细结构改变碰撞

我们研究了在350K热蒸气中D2激发下$^{87}$Rb蒸气中的精细结构改变碰撞；原子被置于0.6T轴向磁场中，以进入超精细Paschen-Back区。在D2线光学激发后，作为缓冲气体碰撞的结果，发生放热转移5P$_{3/2}$$\rightarrow$5P$_{1/2}$；随后$^{87}$Rb在D1跃迁上发射光子。我们采用单光子计数装置监测D1荧光，并使用标准具滤波器提供高光谱分辨率。通过研究D2激发激光扫描时的D1荧光，我们发现在碰撞转移过程中，原子的$m_{J}$量子数发生变化，但核自旋投影量子数$m_{I}$守恒。一个包含碰撞恢复系数的简单运动学模型解释了经历碰撞的原子速度分布的变化以及由此产生的荧光线形。实验是在名义上“无缓冲气体”的蒸气池中进行的；我们的结果表明，精细结构改变碰撞在此类介质中很重要，并指出了在热蒸气中利用双阶梯配置产生纠缠光子对的量子光学实验以及太阳物理磁光滤波器的潜在影响。