飽和吸收光譜

飽和吸收光譜技術的基本設計是，由一束較強的激光（泵浦光pump beam）通過空間燒孔（space hole burning）效應在氣體原子的速度分佈上把某一類速度的原子（該速度對應於多普勒效應下pump beam的吸收譜）激發。然後，觀測另外兩束較弱激光（探測光probe beam 和參考光reference beam）的吸收光譜。其中，probe beam與pump beam需要重合，reference beam則盡量保證與probe beam光路相同和避免被pump beam影響。然後，通過將probe beam和reference beam的吸收信號相減，就得到了飽和吸收光譜信號。

飽和吸收光譜技術是一種在原子汽室中直接獲得消除多普勒增寬的簡便激光光譜方法，它是一種高解析度光譜，廣泛應用於激光頻率標準、激光冷卻等方面。飽和吸收光譜技術有效的消除了多普勒增寬對譜線的影響，實現了對亞多普勒線寬的原子、分子氣體樣品的吸收譜線的探測。其基本物理原理是將傳播方向相反而路徑基本重合的兩束光(泵浦光與探測光)穿過氣體樣品，當激光頻率掃描到其原子或分子的精細能級的共振頻率時，根據多普勒效應，只有在探測光路徑上速度分量為零的那部分原子或分子由於其多普勒頻移為零，才能同時與泵浦光和探測光發生共振相互作用，由於相對較強的泵浦光使這部分原子在基態的數目減少，所以對探測光的吸收減少，因而譜線呈吸收減弱的尖峰即超精細躍遷