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Journal de physique

Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance optique. Application au niveau 6 3P1 du mercure. - II. Étude théorique. (2e partie)

J.P. Barrat

Published Jan 1, 1959• 88 citations
Publisher

Abstract

On applique au cas des M atomes d'une vapeur les résultats obtenus dans une publication précédente sur le problème de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique. On résoud les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités par approximations successives par rapport aux termes de couplage représentant la diffusion multiple. Des approximations d'ordre géométrique permettent de sommer les séries obtenues et d'exprimer les résultats en fonction d'un seul paramètre x ; x représente la probabilité pour qu'un photon émis par un des M atomes soit réabsorbé par un autre avant de sortir de la cellule à résonance. La durée de vie apparente du niveaux excité (« durée de cohérence »), le taux de polarisation de la lumière de résonance, le temps d'emprisonnement du rayonnement sont exprimés en fonction de x pour les différents sous-niveaux hyperfins des isotopes du mercure. On discute enfin les diverses approximations faites dans le calcul.

DOI
10.1051/jphysrad:01959002006063300

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•Oct 14, 2011•1 citation
On applique au cas des M atomes d'une vapeur les résultats obtenus dans une publication précédente sur le problème de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique. On résoud les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités par approximations successives par rapport aux termes de couplage représentant la diffusion multiple. Des approximations d'ordre géométrique permettent de sommer les séries obtenues et d'exprimer les résultats en fonction d'un seul paramètre x ; x représente la probabilité pour qu'un photon émis par un des M atomes soit réabsorbé par un autre avant de sortir de la cellule à résonance. La durée de vie apparente du niveaux excité (« durée de cohérence »), le taux de polarisation de la lumière de résonance, le temps d'emprisonnement du rayonnement sont exprimés en fonction de x pour les différents sous-niveaux hyperfins des isotopes du mercure. On discute enfin les diverses approximations faites dans le calcul.
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On étudie les effets de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique sur les résultats des mesures de durées de vie des niveaux atomiques excités. Dans ce premier article, on développe un formalisme permettant de tenir compte des effets du champ de rayonnement sur les états excités des atomes. On retrouve par cette méthode les résultats classiques concernant le cas d'un seul atome (diffusion simple). En l'appliquant au cas de 2 atomes, on trouve que les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités sont couplées par des coefficients qui correspondent physiquement au passage de l'excitation d'un atome à un autre par l'intermédiaire d'un photon optique (diffusion multiple).
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Par dépolarisation magnétique (effet Hanle) de la lumière de résonance optique de la transition 61S0-61P 1 du mercure (1 850 Å), on mesure la durée de vie apparente (durée de cohérence) du niveau 61P1 en fonction de la densité d'atomes de mercure dans la cellule de résonance. On compare les résultats obtenus avec la théorie de la diffusion multiple cohérente. La limite de la durée de cohérence pour une densité d'atomes très faible égale à la durée de vie du niveau 61P1 du mercure est π = (1,36 ± 0,05) 10-9 s.
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