[PDF] Effet de déplacements lumineux dans une expérience de pompage

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1z2i /2 /ûTH+2K2Mib HmKBM2mt /Mb mM2 2tTû`B2M+2 /2

TQKT;2 QTiB[m2 bûH2+iB7 2M pBi2bb2b

hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, 1327

Effet de

déplacements lumineux dans une expérience de pompage optique sélectif en vitesses

M. Pinard et C. G.

Aminoff(*)

Laboratoire de

Spectroscopie

Hertzienne de

l'E.N.S., 24, rue

Lhomond,

75231 Paris Cedex

05, France

(Reçu le 12 mars 1982,
révisé le 28 avril, accepté le 6 mai 1982)

Résumé.

2014

Nous avons

observé, dans une expérience de pompage optique sélectif en vitesses, un effet de déplace- ments lumineux qui couple deux alignements pour produire une orientation. Cet effet donne lieu, quand on balaie la fréquence du laser,

à un

signal de dispersion sans effet

Doppler.

La géométrie expérimentale utilisée ici permet d'observer cet effet avec un excellent rapport signal sur bruit.

Abstract.

2014

An effect of

light-shifts has been observed in a velocity-selective optical pumping experiment ; this effect couples two alignments to produce an orientation. A

Doppler-free dispersion-shaped signal

is obtained when the laser frequency is tuned over the atomic resonance. The experimental geometry allows here to observe this effect with a very good signal-to-noise ratio. J.

Physique

43
(1982)

1327-1331 SEPTEMBRE

1982,

Classification

Physics

Abstracts

32.80 B - 42.60

Il est connu

depuis plusieurs ann6es qu'en excitant la resonance optique d'un atome par une lumiere convenablement polaris6e, il est possible de transferer à l'atome une partie du moment angulaire transport6 par le photon et de cr6er ainsi une difference de popu- lation entre les differents sous-niveaux Zeeman du niveau inf6rieur g de la transition : c'est le principe de la m6thode du pompage optique [1].

L'interaction avec

le faisceau de pompage a aussi pour effet de d6placer les sous-niveaux Zeeman du niveau g d'une quantit6 qui depend du nombre quantique magn6tique du sous-niveau, de la frequence et de la polarisation du faisceau lumineux. Ces effets de d6placements lumi- neux, pr6vus th6oriquement par C.

Cohen-Tannoudji

[1], ont ete observes par J.

Dupont-Roc [2]

dans une experience ou les faisceaux lumineux 6taient 6mis par des sources classiques (lampes a d6charge).

La mise au

point de lasers monomodes balayables a rendu accessible au pompage optique un nouveau champ de recherche, la resolution des ph6nom6nes physiques se produisant a l'int6rieur du profil Doppler, grace a l'introduction par

1'excitation

optique de correlations entre variables internes et variables extemes atomiques.

La m6thode ainsi

obtenue, appel6e pompage optique s6lectif en vitesses » (V.S.O.P.) est decrite dans la reference [3].

Dans cette derniere r6f6-

rence, les experiences presentees ont 6t6 r6alis6es en regime de pompage lin6aire (signaux proportionnels l'intensit6 du faisceau de pompage) : dans ce cas, les effets de deplacements lumineux n'interviennent pas.

D'autre

part, dans une experience plus r6cente utilisant deux faisceaux de pompage non colin6aires issus du meme laser monomode, nous avons utilise des effets crois6s de pompage optique pour s6lection- ner deux composantes de la vitesse des atomes [4, 5].

Les effets observes dans cette

experience sont de deux sortes : des effets de " pompage-pompage » ou le pompage optique s'accompagne uniquement d'effets de depopulation et de repopulation selective des sous- niveaux Zeeman du niveau g ; et des effets de " pom- page-deplacement » ou interviennent les deplacements lumineux induits par les faisceaux. Dans cette exp6- rience, le nombre d'atomes contribuant au signal est beaucoup plus petit que dans les experiences de

V.S.O.P. en raison de la double selection

en,vitesses de sorte que le rapport signal sur bruit n'est pas grand (au plus 6gal a 20); c'est pourquoi nous avons cherch6 à mettre en evidence ces memes effets de " pompage- deplacement » dans une experience ou l'on ne selec- tionne qu'une seule composante de la vitesse des atomes. En particulier, il nous a semble int6ressant d'6tudier, dans ces conditions, la transformation par effet de deplacements lumineux d'un alignement en orientation.

Adresse actuelle : Helsinki

University

of

Technology,

Department

of Technical

Physics,

SF 02150

Espoo 15,

Finlande.Article published online by

1328
1.

Principe

de l'expérience.

Pour r6aliser cette

experience, nous avons construit le montage schema- tis6 sur la figure

1. Le faisceau,

issu d'un laser a colorant monomode, de polarisation lin6aire horizontale, est s6par6 en deux parties approximativement d'6gale intensite ; chacun des deux faisceaux ainsi obtenus traverse un modulateur

6lectrooptique

suivi d'un polariseur lin6aire : la polarisation du faisceau ayant traverse le modulateur C1 est horizontale, celle du faisceau ayant traverse C2 est verticale. Ces deux ensembles (modulateur analyseur lin6aire) per- mettent d'obtenir deux faisceaux d'amplitude E1 et E2 modul6es a des fr6quences diff6rentes (ol et (1)2' de polarisations lin6aires fixes orthogonales entre elles. Fig. 1.

Dispositif experimental :

les deux faisceaux P, et P2 de polarisations lin6aires orthogonales entre elles sont modules en intensite par les cristaux electrooptiques C, et

C2, puis

sont superposes spatialement pour pomper opti- quement les atomes. Le faisceau de detection D se propage en sens oppose ; sa polarisation est modul6e alternativement a,, a- par le modulateur photoelastique

MPE. Les

photo- multiplicateurs PM1 et PM2 d6livrent des signaux propor- tionnels a l'intensit6 du faisceau D respectivement apres et avant la traversee de la cellule. [Experimental scheme. The beams P, and P2 have two orthogonal linear polarizations, the twoquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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