《光頻標(biāo)》作者的研究工作經(jīng)歷了光頻標(biāo)建立極其精密測 量的歷史進(jìn)程,《光頻標(biāo)》的內(nèi)容既介紹了國際上的發(fā)展概況,也包括作者 與合作者多年來的部分成果。對光頻標(biāo)的產(chǎn)生、發(fā)展和激光頻率測量的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢作了詳盡的介紹和描述,有極其豐富的數(shù)據(jù)和測量方 法,以及國際比對的資料,對于當(dāng)前光鐘的研究和前景也進(jìn)行了介紹。可供 本科生、研究生和教師以及從事研制激光頻標(biāo)的企業(yè)參考。
光頻標(biāo)即激光頻標(biāo),始發(fā)展于20世紀(jì)70年代,是光學(xué)波段的頻率標(biāo)準(zhǔn)。從精密測量的角度,應(yīng)用光頻標(biāo)準(zhǔn)的潛力在于減小相對不確定度。光頻標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展在計量上使時間(頻率)和長度(波長)兩個基本單位實現(xiàn)了統(tǒng)一!豆忸l標(biāo)》可以分為四個部分:第一、二章敘述了微波頻標(biāo)與光頻標(biāo)建立的實驗基礎(chǔ)和歷史概況,以及與精密測量基本物理常數(shù)的關(guān)系。第三、四章介紹了光頻標(biāo)建立所使用的各種激光器及與激光譜線相符合而作為參考的各類吸收譜線。第五、六章介紹了獲得非線性窄諧振以及采用囚禁離子或原子研制的光頻標(biāo)準(zhǔn)的原理和實驗方法,包括獲得窄諧振吸收信號的條件及具體的實驗方法。第七、八章是本書的核心內(nèi)容,介紹了建立光頻標(biāo)所必須的測量方法及其測量不確定度,第七章是20世紀(jì)70年代至90年代三十年間采用的方法,稱為傳統(tǒng)的光頻鏈方法;第八章介紹在世紀(jì)之交的1999年,出現(xiàn)了光頻測量的新的突破:用光梳來測量光頻標(biāo)的頻率,首創(chuàng)這項方法的科學(xué)家獲得了2005年諾貝爾物理學(xué)獎。
第一章 微波頻標(biāo)及其應(yīng)用
1.1 頻率標(biāo)準(zhǔn)的歷史
1.2 時間和頻率單位定義的發(fā)展
1.3 微波頻標(biāo)作為秒的定義
1.4 原子頻標(biāo)的原理
1.5 銫原子鐘的發(fā)展過程
1.6 銫鐘在復(fù)現(xiàn)國際原子時(tai)中的作用
1.7 銫原子頻標(biāo)發(fā)展趨勢
1.8 銣原子頻標(biāo)
1.9 氫原子頻標(biāo)
1.10 離子貯存微波頻標(biāo)的發(fā)展概況
1.11 鐘和頻率標(biāo)準(zhǔn)的重要應(yīng)用
第二章 光頻標(biāo)準(zhǔn)和基本物理常數(shù)概論
2.1 光頻信號的特點
2.2 光學(xué)頻標(biāo)的歷史及其與微波頻標(biāo)的比較
2.3 光頻標(biāo)準(zhǔn)的基本要求
2.4 光頻標(biāo)準(zhǔn)、波長標(biāo)準(zhǔn)及米的重新定義
2.5 復(fù)現(xiàn)米定義所推薦的光頻標(biāo)準(zhǔn)及其推薦值
2.6 光頻標(biāo)準(zhǔn)的某些規(guī)范條件
2.7 作為光頻標(biāo)準(zhǔn)的激光器的基本性能
2.8 光頻標(biāo)準(zhǔn)及其測量近況
2.9 基本物理常數(shù)概述
2.10 真空中光速的精密測量
2.11 氫原子光譜的精密測量
2.12 里德伯常數(shù)的精密測量
2.13 用基本物理常數(shù)重新定義一些基本單位的建議
第三章 光頻標(biāo)準(zhǔn)使用的激光器
3.1 氦氖激光器的激發(fā)機(jī)理
3.2 氦氖激光的躍遷譜線和氦氖激光器
3.3 影響激光器頻率穩(wěn)定的因素分析
3.4 氦氖激光獲得單頻運(yùn)轉(zhuǎn)的方法
3.5 多譜線氦氖激光器的理論、結(jié)構(gòu)及有關(guān)特性
3.6 氬離子激光器
3.7 染料激光器
3.8 半導(dǎo)體激光器
3.9 半導(dǎo)體激光抽運(yùn)的固體激光器
3.10用環(huán)形腔獲得單頻運(yùn)轉(zhuǎn)的方法
第四章 光頻標(biāo)準(zhǔn)中作為參考的吸收譜線
4.1 吸收譜線作為光頻標(biāo)準(zhǔn)的參考
4.2 分子的躍遷能級和超精細(xì)光譜
4.3 碘分子的躍遷能級及飽和吸收譜線
4.4 碘蒸氣壓力和碘譜熒光之間關(guān)系的理論考慮
4.5 碘的吸收系數(shù)及其飽和強(qiáng)度
4.6 633nm附近碘吸收譜線的觀測和計算
4.7 532nm碘吸收譜線中超精細(xì)分量的計算和檢測
第五章 獲得非線性窄諧振的原理和實驗方法
5.1 譜線的加寬機(jī)制
5.2 飽和吸收激光光譜學(xué)
5.3 無多普勒加寬的非線性激光光譜學(xué)
5.4 用he-ne激光進(jìn)行飽和吸收的實驗觀測
5.5 氦氖激光的增益和線形
5.6 激光功率曲線的蘭姆凹陷
5.7 蘭姆凹陷的穩(wěn)頻方法
5.8 雙縱模穩(wěn)頻方法
5.9 腔內(nèi)飽和吸收穩(wěn)頻方法
5.10 633nm碘穩(wěn)定氦氖激光的國際比對
5.11 514.5nm碘穩(wěn)定的ar+光頻標(biāo)準(zhǔn)概況
5.12 3.39μm he-ne/ch4光頻標(biāo)準(zhǔn)
5.13 co2激光的頻率標(biāo)準(zhǔn)
5.14 532nm碘穩(wěn)定的固體激光頻標(biāo)
5.15本章 小結(jié)
第六章 囚禁離子和原子的光頻標(biāo)準(zhǔn)
6.1 概論
6.2 囚禁離子的激光冷卻
6.3 作為光頻標(biāo)準(zhǔn)的囚禁離子的選擇
6.4 囚禁離子極窄譜線的光頻標(biāo)準(zhǔn)
6.5 用199hg+作為光鐘
6.6 激光冷卻囚禁的171yb+頻標(biāo)
6.7 sr+穩(wěn)定的激光頻標(biāo)
6.8 離子光頻標(biāo)由于系統(tǒng)頻移產(chǎn)生的極限
6.9 冷原子光頻標(biāo)準(zhǔn)
6.10 鈣原子頻標(biāo)
6.11 鍶(sr)原子頻標(biāo)
6.12 離子和原子光頻標(biāo)進(jìn)一步發(fā)展的極限和應(yīng)用
6.13 光氫鐘的發(fā)展趨勢
第七章 光頻測量及傳統(tǒng)光頻鏈測頻技術(shù)
7.1 光頻測量概述
7.2 光頻鏈的測量原理和實驗
7.3 用光頻鏈測量遠(yuǎn)紅外及co:激光譜線的頻率值
7.4 甲烷譜線的頻率測量
7.5 甲烷譜線測量頻率鏈的國際比對
7.6 633nm碘穩(wěn)定激光的絕對頻率測量
7.7 657nm 40ca+譜線的可見光頻率測量
7.8 778nm銣穩(wěn)定激光的頻率測量
7.9 氫的1s和2s能級與高能級之間躍遷的頻率測量
7.10 674nm鍶單離子(sr+)激光頻標(biāo)的頻率測量
7.11 用和頻的測量方法
7.12 傳統(tǒng)光頻鏈測量總結(jié)
第八章 用飛秒的光頻梳直接進(jìn)行光頻的絕對頻率測量
8.1 光頻梳狀發(fā)生器技術(shù)
8.2 連續(xù)光參量振蕩器
8.3 光頻測量方法的重大突破——基于鎖模激光器的光頻綜合
8.4 鎖模激光器用于光頻測量的主要優(yōu)點
8.5 鎖模激光器的頻譜
8.6 用鎖模激光器的光頻測量
8.7 離子和原子頻率的測量結(jié)果
8.8 用飛秒梳測量頻率的優(yōu)點和前景
附錄 部分測量、研究機(jī)構(gòu)簡稱與全名對照表
名詞索引(中英對照)