Deceleration and electrostatic trapping of OH radicals
使用斯塔克减速器使基态OH自由基的脉冲束减速，随后将其加载到静电阱中。通过四极阱内部的激光诱导荧光检测来进行分子束产生、减速和阱加载过程的表征。取决于阱装载顺序的细节，通常$10^5$ OH（$X^2Π_{3/2}, J=3/2$）自由基以大约$10^7$ cm $^{-3}$的密度和在50-500 mK范围内的温度被捕获。1/e陷阱寿命约为1.0秒。
2004-07-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rotational-state purity of Stark-decelerated molecular beams
由单个量子态组成的冷的、速度可控的分子束有望成为探索分子散射相互作用的有力工具。近年来，斯塔克减速已成为产生速度控制分子束的主要方法之一。然而，斯塔克减速被证明是不有效的，在许多情况下产生一个单一的量子态的分子束。因此，当使用斯塔克减速光束时，必须仔细考虑量子态纯度，特别是在碰撞实验中，必须解决所有量子态的贡献。
2011-10-16 physics.atom-ph physics.chem-ph
Production and deceleration of a pulsed beam of metastable NH ($a ^1Δ$) radicals
我们报告的脉冲分子束的亚稳态NH（$a ^1Δ$）自由基的生产和NH（$a ^1Δ, J=2, MΩ=-4$）自由基的斯塔克减速从550 m/s到330 m/s的第一个结果。减速的分子在自旋禁戒$A ^3Π\leftarrow a ^1Δ$跃迁时被激发，并通过其随后的自发荧光检测到$X ^3Σ^{-}, v"=0$基态。这些实验证明了我们最近提出的方案[Phys.Rev.A64（2001）041401]在磁阱中积累基态NH自由基的可行性。
2006-09-08 physics.atom-ph
Deceleration of molecules in a supersonic beam by the optical field in a low-finesse cavity
我们研究了超声分子束在低精细光学腔中的动力学行为，并证明了在类似静电斯塔克减速的过程中，光束中的大多数分子可以被腔内光场减速到零中心速度。我们表明，用于减慢分子的光场的快速切换是由腔诱导动力学自动产生的。我们进一步表明，$\sim1\%$的分子可以被光学捕获在几毫开尔文在同一腔。
2014-10-17 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Multistage Zeeman deceleration of atomic and molecular oxygen
多级塞曼减速是一种用于降低具有磁偶极矩的中性分子的速度的技术。在这里，我们提出了一个塞曼减速器，由100个磁六极和100个磁六极组成，它是基于最近提出的一个简短的原型设计[Phys. Rev. A 95，043415（2017）]。该减速器采用模块化设计，具有出色的热性能和真空性能，并以10 Hz的重复频率稳定运行。这种多级塞曼减速器是特别优化，以产生分子束的交叉束分子散射实验中的应用。我们使用原子和分子氧束的减速器的特点。对于原子氧，由磁致伸缩器产生的磁场用于在500 - 125 m/s范围内调节最终纵向速度，而对于分子氧，速度可在350 - 150 m/s范围内调节。这对应于原子氧和分子氧的最大动能降低分别为95%和80%。
2018-08-21 physics.atom-ph
Continuous all-optical deceleration and single-photon cooling of molecular beams
超冷分子气体有望成为丰富多体物理学、量子化学、量子信息和精确测量的途径。这种来自分子复杂内部结构的丰富性使得使用传统方法（激光加蒸发冷却）产生超冷分子气体成为一项挑战，特别是由于分子自发衰变为暗态。我们提出了一种方法来绕过这个关键的瓶颈，使用一个超快激光器的受激吸收和发射的分子减速的全光学方法。我们进一步描述了利用其高暗态泵浦速率的减速分子的单光子冷却，将分子激光冷却的主要障碍转变为优势。冷却和减速可以同时且连续地施加以将分子装载到阱中。我们讨论的实施细节，包括多层次的数值模拟一氢化锶（SrH）。这些技术适用于大量的分子种类和原子，唯一的要求是可以用超快激光获得的电偶极跃迁。
2013-12-16 physics.atom-ph
Traveling-wave deceleration of SrF molecules
我们报告的生产，减速和检测的SrF分子束。分子从超音速膨胀中被捕获，并在X $^2Σ^+ (v=0, N=1)$状态下减速。我们演示了高达40%的动能与2米长的模块化行波减速器的去除。我们的研究结果表明，制备超冷气体的重双原子分子的精密光谱学的关键一步。
2014-02-12 physics.atom-ph physics.chem-ph
Coherent Molecular Deceleration via Vibrational Bichromatic Force
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学微观尺度物理国家科学中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
该研究提出了一种基于振动跃迁介导双色力的直接激光分子减速方案，通过精确设计中红外光学场，在利用振动激发态长寿命抑制自发辐射和退相干的同时，实现有效的非耗散减速过程，为冷分子研究提供了新的方法。
2026-07-07 physics.atom-ph
Deceleration and trapping of ammonia molecules in a traveling wave decelerator
我们最近已经证明了在减速器中静态捕获氨同位素体，该减速器由一系列环形电极组成，向其施加振荡高电压[Quintero-Pérez等人，物理修订信函110，133003（2013）]。在本文中，我们提供了进一步的细节，这行波减速器，并提出了新的实验数据，说明它提供的控制分子。我们分析了我们的设置在不同的减速条件下的性能，并展示了相空间操纵的被困分子样品。
2013-08-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Alternating gradient focusing and deceleration of large molecules
利用时变非均匀电场阵列的交替梯度结构，对苯甲腈（C $_7$ H $_5$ N）分子进行了聚焦和减速实验。苯甲腈是典型的大型非对称顶部分子，表现出丰富的旋转结构和高密度的状态。在3.5K的转动温度下，在脉冲分子束中，许多转动态被填充。苯甲腈分子在其绝对基态减速从320米/秒至289米/秒，并获得类似的变化速度为激发旋转状态。所有的测量结果都与弹道计算的结果吻合得很好。这些实验表明，这样大的多原子分子是服从强大的斯塔克减速方法。
2008-03-05 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Principles and design of a Zeeman-Sisyphus decelerator for molecular beams
我们探索了一种利用静态磁场和光抽运使分子减速的技术。分子穿过空间变化的磁场，并且当它们向每个强场区域移动时被反复地泵入弱场寻求状态，并且当它们向弱场移动时被反复地泵入强场寻求状态。该方法是时间无关的，因此适用于脉冲和连续分子束的减速。通过在每个弱场区域使用引导磁体，可以同时引导和减速束。通过使强场区域中的磁场强度逐渐变小，并利用多普勒频移，可以在减速期间压缩速度分布。我们开发这种减速技术的原则，提供了一个现实的设计，使用数值模拟来评估其性能的一束CaF，并比较这种性能与其他减速方法。
2016-09-19 physics.atom-ph
A Moving-Trap Zeeman Decelerator
提出了一种用于分子束操纵和顺磁性原子分子磁捕获实验的移动阱塞曼减速器（MTZD）。0.49 m MTZD由一个2D磁四极杆导向器和减速线圈组成，它们共同产生一个3D磁阱阵列。该设计基于Trimeche等人的设计，并进行了重大修改。2D四极杆由任意时间长度的快速上升和下降的电流方波脉冲（高达700 A）驱动。可以使陷阱以约100至约1000的速度移动。370 m/s下降到零，这是通过驱动频率范围从零到ca的正弦电流通过减速线圈来完成的。9 kHz，峰值电流高达1000 A。陷阱速度与电流频率成正比。MTZD通过初始以与束相同的速度行进来操纵分子束的速度。利用恒定电流频率实现3D引导，并且利用电流频率的向下啁啾以对应于期望减速度的速率实现减速度。我们解释了MTZD的技术设计和工作原理，并详细介绍了驱动2D四极杆导向器和减速器线圈的定制电力电子设备。我们提出了广泛的蒙特卡洛轨迹模拟证明MTZD的属性，我们的结论是，减速应保持低于30000米/秒/秒，以保持良好的6D相空间接受。在原理验证实验中，减速线圈在100-200 A的范围内以降低的电流操作，我们演示了亚稳态氩原子束以373 m/s的3D引导和从342 m/s到304 m/s的25000 m/s/s的减速。减速对应于去除束的21%的动能。
2018-07-27 physics.atom-ph
Rydberg-Stark deceleration of atoms and molecules
与原子和分子的高激发里德堡态相关的大电偶极矩使得处于这些状态的气相样品非常适合于使用非均匀电场进行减速和捕获。本文综述了可以实现这一目标的里德伯-斯塔克减速方法。利用这些技术，我们控制了原子和分子束以高达2500 m/s的速度作纵向运动，获得了高达$|ΔE_{\mathrm{kin}}|=1.3\times10^{-20}$ ~J（$|ΔE_{\mathrm{kin}}|/e=80$ ~meV或$|ΔE_{\mathrm{kin}}|/hc=650$ ~cm $^{-1}$）的动能变化，同时制备了数密度为$10^6$ -- $10^7$ ~cm $^{-3}$，平移温度为$\sim150$ ~mK的减速和俘获样品。这些样品在物理和物理化学之间的接口的研究领域的应用进行了讨论。
2016-03-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
Prospects for rapid deceleration of small molecules by optical bichromatic forces
我们研究的前景，利用光学双色力（BCF），大大提高激光减速和冷却的小分子近循环过渡。我们讨论了BCF在具有内部简并的近循环转变中的预期行为，然后考虑使一氟化钙分子束减速的具体例子。我们选择CaF作为原型分子，既是因为它具有易于实现的近循环转变，也是因为它非常适合超冷分子物理和化学的研究。我们还报告了实验验证的关键要求之一，生产大的双色力在一个多层次的系统，通过在亚稳态氦原子束进行测试。
2011-11-12 physics.atom-ph
Optical Stark decelerator for cw molecular beam with a quasi-cw semi-Gaussian laser beam
提出了一种利用准连续波半高斯激光束对连续波过滤分子束进行减速的方案。利用蒙特卡罗模拟方法，对这种斯塔克光学减速方案进行了论证，并研究了连续波ND 3分子束的减速动力学过程以及减速效果与半高斯光束边界宽度的关系。我们的研究表明，所提出的方案可以用来有效地慢CW ND3分子束，并获得了9.33%的相对平均动能损失，通过使用一个单一的半高斯光束与阱深度为7.3 mK。
2008-03-28 physics.atom-ph
Alternating Gradient Focusing and Deceleration of Polar Molecules
极性分子束可以使用交替梯度（AG）配置的静电透镜阵列聚焦。它们也可以通过向透镜施加适当的高电压切换序列来加速或减速。AG聚焦适用于低场和高场寻求状态的分子，并且特别适合于使重分子和处于其基态旋转状态的分子减速的问题。我们描述了AG减速的原理，并列出了减速器设计、施工和运行中应遵循的标准。我们计算了纵向和横向的减速器的聚焦特性，并通过亚稳态CO分子的减速束的二维成像研究来验证这一点。
2010-03-24 physics.atom-ph
High-energy-resolution molecular beams for cold collision studies
斯塔克减速允许对脉冲分子束的速度进行精确控制，并且由于其有限的相空间接受的性质，减少了减速包的能量宽度。我们描述了操作斯塔克减速器的替代方法，该方法进一步降低了标准操作方法上的能量分布。在这种交替的操作模式中，我们使用高相位角积极地使分子包减速。该技术使分子包在到达减速器末端之前达到所需的速度;然后使用剩余的级来纵向和横向地将包引导到检测/相互作用区域。初始急剧减慢的结果是减速器的相空间接受度降低，从而使分子包的速度分布变窄。除了较窄的能量扩展之外，该方法还导致几乎与最终速度无关的速度扩展。采用交替减速技术，可以大大提高分子碰撞测量的能量分辨率。
2009-02-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
Efficient Stark deceleration of cold polar molecules
斯塔克减速已被用于减缓和捕获几种中性，基态极性分子产生的超音速光束扩展。由于电极阵列的有限物理尺寸和可应用的电场的实际限制，只有特定速度和位置范围内的分子才能被有效地减慢和捕获。这些限制导致在一个有限的相空间接受的减速器在横向和平行于分子束轴的方向，因此，需要仔细建模的理解和实现有效的斯塔克减速器操作。我们目前的工作慢的羟基自由基（OH）阐明物理控制的演变的分子相空间包的实验结果和模型计算。从这些结果中，我们推导出必要的斯塔克减速器的有效操作的实验条件。
2004-07-02 physics.atom-ph
Trapping of molecular Oxygen together with Lithium atoms
我们演示了冷原子和分子混合物的同时减速和捕获。这是研究低温冷原子与分子碰撞以及交感冷却应用的第一步。原子和分子都在超音速膨胀中冷却，并被加载到移动的磁阱中，通过塞曼相互作用使它们从375 m/s的初始速度静止下来。我们使用一束种子与分子氧，并夹带它与锂原子的激光烧蚀之前减速。减速以将混合物加载到由两个永磁体产生的静态四极阱中而结束。我们估计$10^9$捕获的O $_2$分子和$10^5$ Li原子的背景压力限制的寿命为1秒的顺序。随着锂夹带的进一步改进，我们预计分子的交感冷却是可以实现的。
2016-11-01 physics.atom-ph
Traveling wave deceleration of heavy polar molecules in low-field seeking states
我们证明了减速的重极性分子在低场寻求状态相结合的低温源和行波斯塔克减速器。低温源提供具有低速度和温度的高强度光束，并且行波减速器提供大的减速力和高的相空间接受度。我们证明了这些技术使用YbF分子，并发现实验数据与数值模拟非常吻合。这些方法将斯塔克减速的范围扩展到非常广泛的分子。
2012-04-26 physics.atom-ph
Combining laser cooling and Zeeman deceleration for precision spectroscopy in supersonic beams
本文结合塞曼减速与横向激光冷却，产生慢速且横向超冷的亚稳态氦超声束，用于精密光谱测量，并通过实验与数值模拟分析了影响多普勒线宽的因素，实现了高精度谱线中心测定。
2025-01-06 physics.atom-ph
Zeeman-Sisyphus Deceleration for Heavy Molecules with Perturbed Excited-State Structure
我们证明和表征塞曼西西弗斯（ZS）的一束单氢氧化镱（YbOH）的减速。我们的方法使用大磁场（$\sim$ 2.5 T）和光学自旋翻转跃迁的组合来减速分子，同时每个分子仅散射$\sim$ 10个光子。我们研究了与激发电子态之间存在内部分子扰动相关的挑战，并讨论了用于克服这些挑战的方法，包括使用微波和光学跃迁的修改后的ZS减速器。
2022-10-19 physics.atom-ph
Laser radiation pressure slowing of a molecular beam
人们对生产超冷分子样品有很大的兴趣，这些样品可能应用于量子计算、凝聚态系统的量子模拟、精密测量、受控化学和高精度光谱学。获得超冷捕获分子的大样本的关键步骤是开发一种方法来弥合典型分子源速度（~150-600 m/s）与可能的捕获加载或限制速度（~5-20 m/s）之间的差距。在这里，我们展示了使用辐射力的中性氟化锶（SrF）分子束的减速。在某些条件下，减速导致速度<50 m/s的大量分子通量。观察到的减慢，从~140 m/s，对应于散射~10000个光子。我们还观察到在不同条件下的纵向速度压缩。与分子激光冷却技术相结合，这为产生适合于陷阱加载的缓慢和冷的分子束奠定了基础。
2011-11-07 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Cold SO_2 molecules by Stark deceleration
我们用斯塔克减速器产生了质心速度接近于零的SO_2分子。由于超声速SO_2分子束的初始动能很高，而每级去除的动能很小，因此需要326级减速才能使SO_2完全静止，这明显多于其他实验。我们表明，在这样的减速器可能的损失，由于运动的自由度之间的耦合必须考虑。将实验结果与三维蒙特卡罗模拟进行了比较，证明了斯塔克减速器的量子态选择性。
2007-12-10 physics.atom-ph
A Moving Magnetic Trap Decelerator: a New Source for Cold Atoms and Molecules
我们提出了一个实验实现的移动磁阱减速器，其中夹带在冷超声束中的顺磁性粒子在一个共同移动的磁阱减速。我们的方法允许一个有效的减慢顺磁原子和分子接近停止速度。我们表明，在现实条件下，我们将能够捕获和减速的初始超音速光束的一大部分。我们提出了我们的第一个结果，在一个移动的磁阱减速亚稳态氖原子附近休息。我们估计的相空间体积所占据的减速粒子在50米/秒的最终速度显示了两个数量级的改进相比，目前可用的减速技术。
2011-09-23 physics.atom-ph physics.chem-ph
Optimizing the Stark-decelerator beamline for the trapping of cold molecules using evolutionary strategies
我们证明了反馈控制优化的斯塔克减速和捕获的中性极性分子，使用进化策略。在斯塔克减速器光束线脉冲电场用于减速OH自由基，并随后将它们存储在静电阱中。减速和捕获过程的效率由所施加的电场脉冲的精确定时确定。这些定时的自动优化产生被捕获的OH自由基的数量的40%的增加。
2006-09-07 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Deceleration and trapping of heavy diatomic molecules using a ring-decelerator
本文分析了运动电势对处于低场寻道态的重双原子分子的减速和囚禁。这种移动的电势是由一个“环形减速器”产生的，该减速器由一系列环形电极组成，向这些电极施加振荡的高电压。粒子轨迹模拟已被用来分析一组分子的减速和捕获效率，这是特别感兴趣的基本离散对称性的精确测量。对于SrF分子在（N，M）=（2，0）状态的典型情况，环减速器被示出为优于传统和交替梯度斯塔克减速器至少一个数量级。如果通过激光冷却的阶段进一步冷却，则减速的分子允许与低温分子束实验相比，在宇称违反测量中的灵敏度增益几乎为两个数量级。
2012-09-10 physics.atom-ph
Deceleration and trapping of SrF molecules
我们报告中性SrF分子的静电捕获。分子从低温缓冲气体束源捕获到4.5米长的行波斯塔克减速器的移动陷阱。随着移动陷阱的速度从190 m/s逐渐减小到零，处于$X^2Σ^+(v=0, N=1)$状态的SrF分子被带到静止。分子在减速器的多个电阱中保持长达50 ms。捕获的包具有1 mm $^{3}$的体积（FWHM）和5（1）m/s的速度扩展，其对应于$60(20)$ mK的温度。我们的研究结果表明，3倍的增加，分子质量已斯塔克减速和捕获。重分子（质量为$>$ 100 amu）对探测物理学提供了超出标准模型的高度增加的灵敏度。这项工作大大扩展了中性分子的种类，可以创建慢光束用于碰撞研究，精密测量和捕获实验。
2021-03-14 physics.atom-ph
Merged-Beams for Slow Molecular Collision Experiments
分子碰撞可以在毫开尔文范围内的非常低的相对动能下进行研究，通过合并具有高得多的平移能量的同向光束，甚至扩展到千开尔文范围，只要光束速度可以紧密匹配。这种技术提供了更大的强度和更广泛的化学范围比方法，需要减缓双方的碰撞伙伴。以前，在高得多的能量下，合并束已被广泛用于通过电荷转移形成的离子和/或中性粒子。在这里，我们评估中性，热分子束的碰撞能量的范围和分辨率，现在似乎可以实现，主要由合并后的光束内的速度传播。我们的治疗既与常见的由渗出或超音速膨胀形成的分子束的速度分布，和一个非正统的变种所产生的旋转超声源能够扫描实验室光束速度在很宽的范围内。
2012-05-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
A Bright, Slow Cryogenic Molecular Beam Source for Free Radicals
我们展示和表征低温缓冲气体冷却分子束源能够产生明亮的光束的自由基和难熔物种。详细的光束特性（亮度，前向速度分布，横向速度分布，旋转和振动温度）的测量在不同的条件下的分子物种SrF。在典型的条件下，我们在振转基态产生了一束亮度为1.2 × 10 ^11个分子/sr/脉冲的电子束，前向速度为140 m/s，转动温度约为1 K。这种来源相比，有利的其他方法产生束的自由基和难熔物种的许多类型的实验。我们提供的构造细节可能对尝试使用此方法的其他人有所帮助。
2011-01-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
A new concept multi-stage Zeeman decelerator
我们提出了一个新的概念，特别是在分子束散射实验中的应用程序优化的多级塞曼减速器。该减速器由一系列交替的六极孔和六极孔组成，有效地解耦了减速器的横向聚焦和纵向减速特性。它可以在减速和加速模式下运行，也可以在混合模式下运行，混合模式可以引导粒子束以恒定速度通过减速器。减速的特点是相稳定性，具有相对较大的六维相空间接受度。分离的聚焦和减速元件导致纵向和横向方向之间的这种接受的不均等划分。这在散射实验中是理想的，散射实验通常受益于大的纵向接受度与窄的横向分布的组合。我们证明了成功的实验实现这一概念，使用塞曼减速器组成的阵列的25 hexapole和24。减速器的性能在加速，减速和引导模式的特点是使用亚稳态氦（$^3S$）原子束。对于初速度为520 m/s的He原子，去除了高达60%的动能。六极由永磁体组成，而六极由冷却液通过的单个中空铜毛细管制成。螺线管设计允许优异的热性能，并且使得能够使用容易获得且便宜的电子元件来脉冲通过螺线管的高电流。这里展示的塞曼减速器在机械上易于构建，可以使用具有成本效益的电子设备进行操作，并且可以以高达10 Hz的重复频率运行
2017-03-23 physics.acc-ph physics.atom-ph
Mitigation of loss within a molecular Stark decelerator
斯塔克减速器内的横向运动在减速的总效率中起着很大的作用。我们区分两个不同的制度的分子损失在放缓的过程中。第一种机制涉及由于横向和纵向运动的耦合而引起的分布损失，而第二种机制是最后几个阶段内分子速度迅速降低的结果。在这项工作中，我们描述了这些影响，并提出了克服这些影响的方法。基于现有减速器几何形状的修改后的开关时间序列的解决方案导致在中间速度区域中稳定分子的大增益，但未能解决在非常低的最终速度下的损失。我们提出了一种新的减速器的设计，四极引导减速器，它消除了分布的损失，由于整个减速过程中的横向/纵向耦合，也表现出增益超过正常减速到最低速度。
2007-05-23 physics.atm-clus physics.atom-ph
Prospects for high-resolution microwave spectroscopy of methanol in a Stark-deflected molecular beam
最近，甲醇中极其敏感的扭转-旋转跃迁已被用于对质子-电子质量比在宇宙学时间尺度上的可能变化设置严格的约束。为了改善这一制约因素，将需要更精确的实验室数据。在这里，我们探讨了在斯塔克偏转分子束中对甲醇进行高分辨率光谱分析的可能性。我们已经计算了较低的旋转水平在地面扭转振动状态的CH 3OH和CD 3OH分子的斯塔克位移，并使用它来模拟通过一个典型的分子束共振设置的轨迹。此外，我们已经确定了使用飞秒激光脉冲的甲醇分子的非共振多光子电离的效率。所描述的设置原则上适合于测量CH 3OH中的微波跃迁，精度低于10^{-8}。
2013-02-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
Continuous loading of an atom beam into an optical lattice
提出了一种将原子束减速并连续加载到远场非共振光晶格中的方法。将运动的原子加载到保守的远离共振势中需要去除原子的多余动能。在这里，这是通过西西弗斯冷却方法实现的，其中利用了差分晶格诱导的交流斯塔克位移。所提出的方法描述的情况下，镱原子。数值模拟表明，以镱原子为例，以连续的方式达到冷而致密的样品的可能性。
2014-02-09 physics.atom-ph
Pulsed rotating supersonic source used with merged molecular beams
我们描述了一个脉冲旋转超声束源，从一个祖先的设备演变[M。Gupta和D. Herschbach，J.Phys.Chem.A105，1626（2001）]。光束从中空转子尖端附近的喷嘴射出，该转子可以高速旋转以在宽范围内向下或向上移动分子速度分布。在这里，我们主要考虑慢模式。引入脉冲气体入口系统、低温冷却和百叶窗门消除了原始装置的主要障碍，在原始装置中，连续的气体流施加高背景压力。新版本提供了持续时间为0.1-0.6 ms（取决于转子速度）的强脉冲，在实验室速度低至35 m/s时包含约10^12个分子，在400 m/s时包含约10^15个分子。可以减慢（或加速）作为气体可用的任何分子的束;例如，我们已经产生了慢束和快束的稀有气体，O2，Cl 2，NO2，NH3和SF6。对于碰撞实验，当使用两个合并光束时，仅通过调节转子来扫描光束速度的能力是特别有利的。通过使束速度紧密匹配，可以获得非常低的相对碰撞能量，而不会使任一束非常慢。
2012-04-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
A Velocity Map Imaging apparatus optimized for high-resolution crossed molecular beam experiments
我们提出了一种速度图成像装置的设计，适合于高分辨率交叉分子束实验采用斯塔克或塞曼减速器的要求。这些实验的关键要求包括大电离体积的高相对速度分辨率和广泛的相对较低的实验室帧速度的组合。采用SIMION软件包系统地优化电极几何形状和电配置。最终的设计由16个管状电极的堆叠组成，与电阻器电连接，其被分成三个电场区域。所得到的装置允许对于源自3 × 3 × 3 mm电离体积的NO $^+$离子的小于1.1 m/s的固有速度模糊，这在典型的交叉束实验中是可忽略的。该设计最近在几个国家的最先进的交叉束实验，允许观察的散射分子的速度分布的细节。
2020-07-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
Single-Source, Collinear Merged-Beam Experiment for the Study of Reactive Neutral-Neutral Collisions
我们提出了两种方法来研究两个原子或分子物种之间的反应碰撞：共线合并束的方法，其中两个气体脉冲从一个单一的超声束源合并，和一个intrabeam-scattering技术，其中使用一个单一的气体脉冲。这两种方法，这依赖于激光冷却和减速的激光冷却物种内的塞曼慢，可用于广泛的散射研究。所提出的方法的可能的实验实施概述了氦原子之间的自电离碰撞在亚稳态$2^3\mathrm{S}_1$状态和第二，原子或分子物种。使用数值轨迹计算，我们提供了预期的轴上检测效率，碰撞能量范围和碰撞能量分辨率的方法的估计。我们已经通过在很短的时间间隔内产生两个气体脉冲来实验测试这样的实验的可行性，并且这些测量的结果也是详细的。
2021-06-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
Photostop: Production of zero-velocity molecules by photodissociation in a molecular beam
我们已经展示了一种新的，方便和经济的技术，称为photostop，用于生产高密度的可捕获分子。直接测量的NO分子产生的一个狭窄的速度分布中心在零的实验室框架。最初在脉冲分子束中冷却的NO2被光解，使得NO光碎片的反冲速度抵消了光束的速度。NO（X^2Pi_3/2，v=0，J=1.5）分子在解离事件后10微秒内在探针体积中被观察到，估计密度为1 E7 cm-3/量子态，平移温度为1.6 K。通过选择合适的前体，photostop有可能扩展可以减慢或捕获的原子和分子的列表。通过连续加载多个脉冲，应该可以在阱中积累密度。
2010-02-19 physics.atom-ph physics.chem-ph
Knife edge skimming for improved separation of molecular species by the deflector
描述了一种用于成形分子束的刀刃，以通过静电偏转器改善分子束中物质的空间分离。改进了不同分子种类彼此之间以及与原子种子气体的空间分离。在相互作用区中的选定分子束部分的柱密度，其对应于较高的信号速率，被增强了1.5倍，受限于分子束的虚拟源尺寸。
2018-09-03 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Macroscopic production of spin-polarized hydrogen atoms from the IR-excitation and photodissociation of molecular beams
我们描述了从HBr、HI和${\rm NH_{3}}$同位素的分子束的IR激发和光解离产生自旋极化H和D原子的方法，包括具有部分超精细分辨率的光学激发方案。我们讨论的程度，生产率可能接近红外激光生产率的${\rm 10^{21}\, photons\, s^{-1}}$，以及如何生产率的传统方法的${\sim}{\rm 10^{17} \, s^{-1}}$可能会被大大超过。
2021-08-21 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
High Density Pulsed Molecular Beam for Cold Ion Chemistry
近年来冷分子和超冷分子应用的扩展使人们重新关注在超真空条件下制备分子物种。与此同时，分子束已经被用于研究气相化学反应几十年了。在这篇手稿中，我们描述了一种装置，使用脉冲分子束技术，以实现高的局部气体密度，导致更快的反应速率与冷捕获离子。我们的特点束的空间轮廓使用被困离子本身。该装置可用于通过需要将捕获的离子前体激发到具有短寿命的状态的反应来制备分子种类，或者用于在背景室压力增加最小的情况下获得高反应速率。
2014-06-23 physics.atom-ph
Pure Molecular Beam of Water Dimer
提出了利用电偏转器实现水二聚体与水单体及大团簇的空间分离。获得了具有$93~\%$纯度和旋转温度为$1.5~$ K的水二聚体束。在强场电离后，使用$35~$ fs激光脉冲，其波长以$800~$ nm为中心，峰值强度为$10^{14}~\text{W}/\text{cm}^2$，我们观察到质子转移和电离水二聚体的$46~\%$分解成水合氢离子$\text{H}_3\text{O}^+$和中性OH。
2019-07-08 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Intense Atomic and Molecular Beams via Neon Buffer Gas Cooling
我们实现了一个连续的冷氘代氨束流的流量为3e 11 ND 3分子/s和一个连续的自由空间冷钾束流的流量为1 e16 K原子/s。用于产生这些光束的缓冲气体源的一个新特征是冷氖，由于中间努森数光束动力学，冷氖产生与冷得多的氦基源相当的前向速度和低能尾部。我们希望这个来源是平凡的推广到一个非常广泛的原子和分子物种与显着的蒸汽压低于1000 K。该光源的特性使其成为激光冷却分子或原子、冷碰撞研究、捕获或缓冲气体冷却原子或分子气体中的非线性光学的良好起点。
2008-12-11 physics.atom-ph
Kinetic modeling of molecular beam formation in a cryogenic buffer-gas cell
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）；LSS, Faculty of Engineering, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学工程学院）；Institute of Space Systems, University of Stuttgart（斯图加特大学空间系统研究所）
本文利用PICLas框架中的直接模拟蒙特卡洛方法对低温缓冲气体池进行全动力学模拟，捕捉羽流冷却、定向输运和慢束形成，并解析能量转移，为优化此类源提供途径。
2026-09-11 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Electrostatic deflection of a molecular beam of massive neutral particles: Fully field-oriented polar molecules within superfluid nanodroplets
电偏转测量掺杂有个别极性分子的液氦纳米液滴表明，冷超流矩阵，使沿外场的分子偶极子的全面取向。这转化为偏转力，与典型的偏转实验相比，偏转力大大增加，并且可以可测量地偏转质量为数万至数十万道尔顿的中性掺杂液滴。这种方法允许制备和研究完全取向的极性分子的连续通量，并且广泛且普遍适用，包括复杂和生物分子。它示出的内部低温冷分子的偶极矩可以直接确定从掺杂的纳米液滴束上的偏转测量。
2016-11-18 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
High-resolution imaging of velocity-controlled molecular collisions using counterpropagating beams
我们提出了超高分辨率的测量状态到状态的非弹性微分截面的NO-Ne和NO-Ar碰撞，通过结合斯塔克减速和速度图成像技术。我们表明，对向传播交叉光束的几何形状，试剂光束的速度传播的图像的角分辨率的影响被最小化。然而，反向传播的几何形状导致相对于相对速度矢量对称的图像。这允许使用进一步增强分辨率的逆Abel变换方法。测量微分截面中的状态分辨衍射振荡，角分辨率接近0.3 $^\circ$。在横截面中观察到的独特结构以前所未有的精度测量了NO-稀有气体原子碰撞的最近\emph{ab initio}势能面的质量。
2014-10-02 physics.atom-ph
A compact and highly collimated atomic/molecular beam source
本文提出一种基于注射器针头分段毛细管结构的紧凑高准直原子/分子束源，可产生7 mrad半高全宽氦束，并用于实时监测氧暴露Cu(110)表面覆盖度变化。
2023-01-31 physics.app-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Strong permanent magnet gradient deflector for Stern-Gerlach-type experiments on molecular beams
我们描述的设计，组装和测试的磁铁旨在偏转光束的顺磁性纳米团簇，分子和原子。它是由高品位的永久钕磁铁。这在结构的成本、便携性和可扩展性方面提供了方便的选择，同时提供了与常用的电磁偏转器完全相当的场和梯度值（1.1 T，330 T/m）。
2020-05-24 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Molecular beam brightening by shock-wave suppression
超声束是冷分子的普遍来源，用于化学反应，原子干涉，气体-表面相互作用，精密光谱学，分子冷却等研究。这种方法的成功来自于相对于其他方法产生的高密度，然而光束密度仍然受到准直表面反射的冲击波的干扰的根本限制。在这里，我们实验表明，这种冲击相互作用可以减少甚至消除的相互作用表面的低温冷却。在最低的表面温度下，测量到光束密度增加了近一个数量级，没有进一步的基本限制。可视化的冲击波等离子体放电和再现与直接模拟Monte Carlo计算都表明，抑制的冲击结构部分是由于降低反射粒子的动量通量，并显着增强的颗粒吸附到表面。我们观察到，与源压力的光束密度的缩放恢复，铺平了道路数量级更明亮的冷分子束。
2016-07-17 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
A supersonic beam of cold lithium hydride molecules
我们已经开发了一个冷LiH分子的斯塔克减速和捕获实验的来源。锂金属从固体靶烧蚀到超音速膨胀的载气中。平动、转动和振动温度分别为0.9（0.1）K、5.9（0.5）K和468（17）K。虽然它们还没有与载气达到热平衡，但我们估计90%的LiH分子处于基态X^{1}<$^{+}（v=0，J=0）。在单个7 ns烧蚀脉冲的情况下，处于基态的分子的数量为每球面度4.5（1.8）*10^{7}个分子。第二个延迟的烧蚀脉冲在同一气体脉冲的不同部分产生另一个LiH光束，从而几乎使信号加倍。持续150微秒的长脉冲可以使光束强度增加15倍。
2006-12-16 physics.atom-ph
A buffer gas beam source for short, intense and slow molecular pulses
冷分子实验通常从分子源开始。介绍了一种CaF分子低温缓冲气源的结构和特性。该源发射脉冲，其典型持续时间为240 $μ$ s，平均速度约为150 m/s，并且在单个旋转状态下每个脉冲每个球面度的$5\times 10^{10}$分子通量。
2017-07-19 physics.atom-ph
Gaussian Schell Source as Model for Slit-Collimated Atomic and Molecular Beams
我们推导出连续两个准直光阑出射光束的空间相干性和光强分布，并与实验数据进行了比较。我们展示了如何通过假设高斯光阑产生高斯谢尔模型（GSM）光束。然后，我们比较了GSM光束的强度分布，横向相干宽度和发散角的光束，这两个相同的属性是由两个硬边狭缝准直。GSM光束公式更简单，并提供了一种直观的方式来理解部分相干光束如何与干涉仪相互作用。
2008-04-11 physics.atom-ph physics.optics
Radiative deflection of a BaF molecular beam from the optical cycling
我们证明了$X(v=0)\to A(v'=0)$跃迁的准光学循环和缓冲气体冷却的BaF分子束的辐射力诱导偏转。附加边带和偏振调制方案的激光诱导荧光增强表明超精细态和塞曼子能级是封闭的。通过再泵浦$X(v=1)\to A(v'=0)$的准光学循环导致通过每个分子散射$\sim$ 150个光子的光束的$\sim$ 0.8 mm偏转，与我们的多能级速率方程模型的预测非常一致。通过关闭泄漏$X(v=2)$和$Δ$状态的进一步改进允许散射数千个光子，以及激光冷却和BaF的减慢。
2017-09-22 physics.atom-ph
Design and construction of a multistage Zeeman decelerator for crossed molecular beams scattering experiments
塞曼减速是一种相对较新的技术，用于完全控制分子束中顺磁性原子或分子的速度。我们详细描述了一种多级塞曼减速器，该减速器最近在我们的实验室中投入使用[Cremers \emph{et al.}，Phys. Rev. A 98，033406（2018）]，并且专门针对交叉分子束散射实验进行了优化。减速器由100个永久性六极和100个永久性六极的交替阵列组成，以引导或减速顺磁性原子或分子的束。塞曼减速器采用模块化设计，机械上易于扩展到任意长度，并允许方便更换的螺线管和六极元件。该减速器和相关的电子设备是有效的水冷却，并允许塞曼减速器以超过10赫兹的重复频率运行。我们使用各种亚稳态稀有气体原子束来表征减速器的性能。通过对塞曼减速器出口原子的成像，揭示了塞曼减速器中六极阵列的横向聚焦特性。
2019-01-14 physics.atom-ph
