Abstract
在本論文中，我們建立了一套偵測分子離子中紅外飽和吸收光譜的光譜系統，此系統包含產生分子離子的延伸負輝光放電管以及偵測光源：單頻、波長可調且可精確量測頻率的中紅外光光學參量振盪器 (Mid-IR Optical Parametric Oscillator)。我們使用一1064 nm Nd:YAG雷射作為PPLN OPO的pump光源，產生的近紅外signal光波長範圍為1450 nm ~ 1880 nm，中紅外idler光波長範圍為2.6 ~ 4.2 μm。鎖頻部份，我們將OPO的signal光穩頻在一fiber OFC上並將pump頻率offset鎖頻在另一碘穩頻的Nd:YAG雷射上，透過改變offset的頻率可以改變pump頻率，進而改變idler頻率。 在H3+的研究中，本實驗室曾利用飽和吸收光譜加上光頻梳量測H_3^+ 〖 ν〗_2基頻帶 (fundamental band) R(1,0)躍遷譜線的中心頻率，準確度為250 kHz。後來B. J. McCall 以雜訊壓抑腔增強光外差速度調制光譜法(NICE-OHVMS : Noise Immune Cavity Enhanced Optical Heterodyne Velocity Modulation Spectroscopy)，最近S. Schlemmer group也以冷離子井 (cold ion trap)配合OPO及fiber OFC (optical frequency comb)量測低溫 (10 K) H_3^+的吸收譜線，他們的譜線中心頻率的測量結果與我們有5 ~ 10 MHz的差距。這樣的差距可能是來自於idler光頻率調制的影響，所以我們將原本調制OPO idler光頻率的系統改為調制idler光強度的光譜量測系統。 最後我們嘗試以此改進的系統量測H3+ R(1,0)的飽和吸收光譜，得到譜線中心頻率為81,720,377.357 MHz，準確度為492 kHz，結果與B. J. McCall研究團隊相差67 kHz。未來我們將改善碘穩頻鎖頻及offset lock鎖頻的準確度和譜線訊躁比以得到更準確的譜線中心頻率。我們也將廣泛量測H3+、HeH+ 和HeD+的譜線。