中文摘要：

高激发态原子的强外场效应涉及到原子物理和量子力学的许多基本问题，因而一直是原子物理的重要课题之一。本项目选择具有未填满4f壳层的稀土原子，对其Rydberg态和自电离态这两类高激发态在强电场下的光谱和特性进行实验研究。稀土原子因其外层电子结构导致其光谱非常复杂，我们选择Sm和Eu两种原子，在已有的高激发态光谱研究基础之上，研究强电场下的稀土原子高激发态的光谱特性，为进一步实现强电场操控稀土原子提供实验依据。同时开展稀土原子的标度电场能谱研究，探索原子实对电子轨道散射的影响。

结论摘要：

对于强电场中碱金属原子和碱土金属原子的光谱已经有了非常多的研究，零场中稀土Eu原子在束缚态和自电离态光谱的研究也有一定的报道，本项目在该基础之上对稀土Eu原子在强电场中的光谱和场电离过程进行了研究。在原有的实验平台之上，完成了对实验装置的改造和控制程序的编写和测试。并且新加工了一套真空样品制备和采集系统，该系统可用于在时变电场中实现高激发态Eu原子的减速，并且正在测试之中。本项目的主要研究内容包含以下几个方面1.电场中Eu原子电离阈移动的实验研究。获得了Eu原子第一电离阈随着电场移动的规律，由此确定的零场下第一电离阈的数值与文献值相一致，验证了该方法的可靠性。2.电场中Eu原子的束缚Rydberg态光谱。观察到了能级的分裂、移动和展宽等Stark效应，并和理论进行了对比，在某些能级上有很好的对应。3.电场中Eu原子的自电离Rydberg态光谱。获得了收敛于第二电离阈4f76s+ 7S3的自电离Rydberg态4f76snp的Stark光谱，能级的展宽反映了自电离速率的变化。4.Eu原子6snp Rydberg态电场标度能谱。利用场电离探测技术获得了标度能从-2.0～-6.0的光谱，经过傅立叶变换得到的回归谱与闭合轨道理论的计算结果进行了比较。5.Eu原子6snp Rydberg态场电离过程的初步研究。通过改变延时场电离电场的大小获得了离子信号强度与场电离电场大小之间的关系，得到了Eu原子场电离规律的初步结果。6.通过两步双光子激发制备了Eu原子6snp Rydberg态。研究了采用两步双光子激发制备Eu原子6snp Rydberg态的可能性，为进一步研究6pnp 自电离Rydberg态以及Stark效应提供了可能。7.Eu原子Rydberg Stark态寿命研究。通过延时场电离的方法研究了在电场中不同主量子数的Rydberg态的寿命变化的规律，并与零场时的寿命进行了对比，探讨了电场对能级寿命的影响。8.Eu原子不同Rydberg系列相互作用的研究。通过同一中间态4f76s8s 8S7/2,研究了Eu原子自电离态4f76p1/2(J=3或4)8s，4f76p1/2(J=3或4)6d和4f75dnl的光谱。实验结果中观测到了不同Rydberg系列的相互作用。