Espectroscopia de la linea D2 del Rb mediante un diodo laser realimentado con cavidad externa

MARCELO LUDA; JORGE CODNIA; LAURA AZCARATE

Congreso; 98 Reunion Nacional de la Asociacion Fisica Argentina; 2013

Un diodo laser realimentado con una red de difraccion en condicion Littrow es una fuente versatil deluz de alta coherencia con frecuencia sintonizable a traves del angulo de la red, la corriente de alimentacion y el control de temperatura. Con estos dispositivos se pueden hacer barridos continuos de frecuencia para realizar espectroscopia laser de ultra alta resolucion, tecnica que permite la identificacion y cuantificacion de atomos y moleculas en una muestra gaseosa. La ultra alta resolucion se refiere a la deteccion de bandas de absorcion del gas con anchos de linea cercanos al ensanchamiento Doppler y menores aun si se trabaja en el regimen de absorcion saturada. Tambien se puede sintonizar la frecuencia con una transicion electronica o vibrorotacional de un gas y, manteniendola fija de una manera muy estable en el tiempo, se obtiene un patron de referencia de ultra alta precision. Sobre la base de esta tecnologia se pueden realizar diversos experimentos de fisica atomica, como la captura y enfriamiento laser de atomos.En este trabajo se detalla el armado del laser sintonizable y su implementacion en espectroscopia de las lıneas D2 de absorcion del Rb. Se utilizo un laser de grabadora de CD (780 nm, 10 mW) y se realimento con una red de difraccion de 1800 l/mm. La posicion angulo de la red se controlo en paso grueso con un tornillo micrometrico y en paso fino con un PZT. Esto permitio sintonizar el laser en un intervalo de 4 nm alrededor de 780 nm y realizar barridos de 20 pm en ese entorno. Para determinar el ancho de linea del laser se utilizo un interferometro Fabry-Perot de 10 cm de longitud (∆νF SR = 1, 5 GHz) y 99 % de reflectividad (δν = 5 MHz). Se utilizo una celda de 7,5 cm de longitud conteniendo Rb con abundancia isotopica natural (70 % 85 Rb - 30 % 87 Rb) y una presion de 1 ∼ μtorr correspondiente a la presion de vapor a temperatura ambiente. Realizando barridos en frecuencia y midiendo la transmitancia de la muestra se pudo resolver la transicion 52 S1/2 → 52 P3/2 para los dos isotopos (85,87Rb) en el limite del ensanchamiento Doppler.Los resultados obtenidos habilitan la posibilidad de extender la tecnica a espectroscopia por absorcion saturadapara superar el limite Doppler, con perspectivas de estabilizar la frecuencia de emision en una de la lineas detransicion hiperfina del Rb en el futuro cercano.