Моделирование лазерного охлаждения молекулярного иона CaO+

Разработана кинетическая модель оптического охлаждения вращательных уровней основного состояния молекулярного иона CaO⁺(X²Π, υ = 0), помещенного в ионную ловушку и находящегося под действием лазерного и теплового излучений. Модель включает возбуждение электронного уровня (B²Π, υ = 8) перестраиваемым широкополосным лазерным излучением с опцией отсечки частоты и перекрывающего спектральную полосу перехода (B²Π, υ″ = 8) ← (X²Π, υ = 0) со значениями вращательных квантовых чисел основного состояния с J > J_m; взаимодействие с тепловым излучением окружения; спонтанную радиационную релаксацию возбужденных состояний. Частота отсечки лазера совпадала с частотой перехода из состояния X²Π, υ = 0, J = J_m. В моделировании учтено по 50 вращательных уровней для трех электронных состояний X²Π, A²Σ⁺ и B²Π, 42 колебательных уровня для X²Π, A²Σ⁺, а также 9 колебательных уровней для B²Π. Расселение уровней нижнего электронно-возбужденного состояния осуществлялось индуцированием излучением второго лазера на переходе (A²Σ⁺, υ′ = 1) → (B²Π, υ″ = 8). Скорости радиационных переходов между состояниями определялись с использованием расчетных значений коэффициентов Эйнштейна и плотностей потоков лазерного и теплового излучений. Показано, что населенности вращательных уровней под действием лазерного излучения опустошаются за десятки миллисекунд, одновременно со значительным накоплением населенности "темных" уровней с J < J_m. При спектральном срезе 33256 см^-1 (J_m = 0.5) населенность состояния X²Π (υ = 0, J = 3.5) выше тепловой (T = 300 K) в восемь раз.