钍-229的连续波核激光吸收光谱

研究人员利用激光在掺钍晶体中成功激发了钍-229同位素的低能核跃迁,为实现高稳定性固态光学核钟开辟了新路径。此前所需的148纳米波长激光辐射仅能通过脉冲激光系统产生,其中仅有极少量入射光子能与狭窄核跃迁产生共振。本工作首次证明:使用功率不足1纳瓦的连续波激光源即可激发核共振,且可通过吸收光谱而非荧光光谱检测共振信号。该突破性方法摒弃了缓慢的核荧光衰变检测过程,通过快速信号采集为核钟运行带来显著优势。该激光系统采用三级级联倍频技术,其1187纳米半导体激光源特别适合线宽压缩及与光学原子钟进行频率比对。团队采用吸收光谱法定量表征了氟化钙晶体中两种钍中心的特性,并测得二者间异构体位移。其中一种钍中心呈现出极小的静态电场晶体梯度(<0.1V/Ų),相较于先前观测到的100V/Ų量级梯度,表明该中心钍核周围离子具有高度对称性,预示着其对晶格间距敏感性更低的核共振谱线特性。
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提交arXiv: 2026-04-17 18:54

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