Laser-rf saturation spectroscopy: A novel fast-ion-beam sub-Doppler method

Abstract

We have extended the in-flight Lamb-dip technique of Dufay et al. [Phys. Rev. Lett. 37, 1678(1976] by adding a radiofrequency magnetic resonance region. This method allows sub-Doppler measurements of frequency intervals between optical transitions that have no level in common. We have used the method to measure the separation of the Ee and P Ee spectral lines in the P P n à -f P P n } (0,1) band of h N n P to be feE cm 3 . This represents an increase in accuracy by more than an order of magnitude over previous results. Our method can be used quite generally to achieve natural-linewidth-limited resolution in fast-ion-beam laser spectroscopy, and has particular advantages in the case of molecular spectroscopy.Résumé : Nous avons étendu le technique de mesure de l'effet Lamb en vol développée par Dufay et al. [Lett. Phys. Rev. 37, 1678(1976] en ajoutant un secteur de résonance magnétique opérant dans les radiofréquences. La méthode permet des mesures sous-Doppler d'intervalles de fréquence entre des transitions optiques sans niveau commun. Nous l'avons utilisée pour déterminer que la séparation entre les lignes spectrales Ee et P Ee, dans la bande P P n à -f P P n } (0,1) de h N n P , est feE cm 3 . Ceci améliore par un ordre de grandeur la précision des mesures existantes. Notre méthode peut être utilisée largement en spectroscopie à faisceau ionique rapide pour atteindre une résolution limitée par la largeur naturelle de bande. Elle présente des avantages certains en spectroscopie moléculaire. [Traduit par la rédaction]

Fine and Hyperfine Structure in14N+2: TheB2Σ+u–X2Σ+g(0, 0) Band

“…The spin-rotation and hyperfine structure of the ground electronic state can be measured directly using laser-rf double resonance (6) or (12). A combination of these two techniques that we recently introduced allows sub-Doppler measurements of frequency intervals between transitions that have no level in common (13). In the current work we use the presence of satellite lines to break the correlation; e.g., two lines having the same upper (lower) state can determine directly the hyperfine splitting in the lower (upper) state.…”