Intervention de la coherence du rayonnement dans l'absorption multiphotonique

G. Mainfray, C. Manus

Dans cet article, on s'intéresse aux transitions atomiques dans lesquelles un atome absorbe simultanément plusieurs photons issus d'un rayonnement laser. On étudie tout particulièrement l'excitation multiphotonique ainsi que l'ionisation multiphotonique des atomes. Les transitions multiphotoniques présentent un double aspect faisant ressortir les propriétés atomiques et les propriétés du rayonnement laser utilisé : fréquence, cohérence et polarisation. Ainsi en faisant varier la fréquence du rayonnement laser, il se produit une résonance avec un état atomique intermédiaire chaque fois que l'énergie d'un nombre entier de photons coïncide avec l'énergie d'un état atomique perturbé par le champ laser. Dans ce cas, la probabilité de la transition multiphotonique peut augmenter de plusieurs ordres de grandeur. En outre, les transitions multiphotoniques se révèlent particulièrement sensibles aux propriétés statistiques de la lumière laser. Enfin, les transitions à deux photons ont donné naissance à la spectroscopie d'absorption à deux photons sans élargissement Doppler, permettant ainsi d'étudier les niveaux atomiques à la précision de la largeur naturelle.

J. Millet, W. Usselio-La-Verna

Claude N. Cohen-Tannoudji

J.P.R. David, Fabienne Floret, V.Paul Kaftandjian +2 more

Nous avons examiné théoriquement et expérimentalement quelle pouvait être l'action d'un rayonnement électromagnétique (flash à xénon, laser à rubis) sur la vapeur de césium et plus particulièrement dans les cas suivants : ionisation thermique, processus d'ionisation par étapes (absorption de deux photons dans le cas du césium) et processus multiphotonique ; bremssthralung inverse. Nous proposons, d'autre part, une méthode de détermination des coefficients de recombinaison radiative électron-ion Cs+.

Salvatore Carusotto, ERSEO POLACCO, Moreno Vaselli

Mohammed Daoud A

La theorie des processus d'absorption multiphotonique pour des ions de transition dans des cristaux est developpee dans un formalisme qui fait intervenir les techniques d'adaptation a la symetrie d'une chaine de groupes su(2)g* dans le but d'une prise en compte systematique de la symetrie g de l'environnement cristallin. Les avantages de ce formalisme sont mis en evidence au niveau du calcul des intensites d'absorption entre deux composantes stark et de l'obtention des regles de selection correspondantes. En preliminaire, nous avons repris le calcul de la probabilite d'absorption multiphotonique au moyen de la methode de la resolvante. Ensuite, nous avons developpe un modele pour decrire les transitions dipolaires electriques intra-configurationnelles nl#nnl#n a deux photons en incluant les contributions du couplage spin-orbite, de l'interaction du champ cristallin et de l'effet de la polarisation des coordinats dans un schema pleinement adapte a la symetrie. Puis, nous avons elabore un modele theorique, reposant aussi sur l'utilisation des techniques d'adaptation a la symetrie, pour l'etude des transitions dipolaires electriques inter-configurationnelles biphotoniques nl#nnl#n#-#1nl(avec(-)#l#+#l#=-1) en tenant compte des contributions des composantes impaires du champ cristallin et de la polarisation des coordinats. Finalement, nous avons developpe un modele general pour calculer l'intensite d'absorption dipolaire electrique (respectant ou violant les regles de selection sur la parite) a p photons. Les differents modeles etudies debouchent tous sur des expressions compactes pour le calcul de l'intensite des transitions entre deux niveaux stark. Une application est faite pour les transitions intra-configurationnelles 3d#83d#8 a deux photons pour l'ion ni#2#+ dans la maille cubique de mgo et pour les transitions inter-configurationnelles 4f5d pour l'ion ce#3#+ dans les cristaux caf#2 de symetrie c#4#v et lupo#4 de symetrie d#2#d