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利用受激发射泵浦激发Na2分子，使Na2[X1∑g＋（ν″＝33，J″＝11）]得到布居，研究了高振动激发态Na*2与Ar和N2的碰撞弛豫过程。由激光诱导荧光得到Na2（ν≤33）各振动能级的时间分辨布居分布，从而得到Boltzmann振动温度和转动温度随时间的变化。对于Na*2与Ar碰撞，在泵浦－探测延迟时间tD＝8μs前，振动温度Tvib减小很慢；在8－12μs间， Tvib迅速下降并达到平衡。而转动温度Trot和平移温度Ttran在Tvib迅速下降时才开始缓慢增加。对于Na*2与N2碰撞， Tvib存在三个变化阶段，先是迅速下降，然后下降减缓，最后减小很慢并达到平衡。而在整个过程中， Trot和Ttran一直是很缓慢地增加。实验数据说明了弛豫过程是分阶段进行的，单一速率系数不能正确解释复杂的弛豫过程，并会丢失平衡过程中的关键特点。