Etudes des processus optiques et magnéto-optiques dans des couches atomiques minces nanométriques de potassium, rubidium et césium

It has been investigated the D1 line transitions of 39K atoms in external magnetic fields using nanocells for the cases of sigma+ and pi polarizations of laser radiation. For the first time it is demonstrated the decoupling of electronic total angular momentum J and nuclear momentum I (complete hyperfine Paschen-Back regime) in external magnetic field. For 39K the decoupling takes place at B >> 165 G. In the case of linear polarization it is shown that for B > 400 G the transmission spectrum consists of 2 groups of transitions and each group contains of one so-called "Guiding transition" (GT). The GT indicates the asymptotic value of all transitions probabilities in the group and the frequency shifts derivatives value (frequency slopes) in magnetic field.For the first time it is demonstrated the absence of cross-over resonances in the spectrum of saturated absorption. For that Rb filled micro-cell has been used with atomic vapor thickness 30-40 µm. The use of micro cell allowed the investigation of individual atomic transitions in strong external magnetic fields 30 - 6000 G ) using the saturated absorption technique. It is experimentally and theoretically manifested that at certain values of the external magnetic fields (300 - 2000 G) the probabilities of the Cs D2 line Fg=3 --> Fe=5 atomic transitions experience huge increase. These probabilities, which are forbidden at zero magnetic field, exceed the probabilities of allowed atomic transitions.Les transitions D1 d'atomes 39K confinées en nano-cellule, soumis à des champs magnétiques externes ont été étudiées dans les cas de polarisation sigma+ et pi de la radiation laser. Il est montré, pour la première fois, le découplage du moment angulaire total J et du moment nucléaire I (régime Paschen-Back hyperfin) sous champ magnétique externe. Le découplage se produit pour un champ B >> 165 G. Dans le cas d'une polarisation linéaire du laser, nous montrons que pour B > 400 G, le spectre de transmission consiste en 2 groupes de transitions et chaque groupe contient une transition appelée transition guide (GT). La GT indique la valeur asymptotique des probabilités des transitions dans un groupe et la valeur des dérivées des décalages en fréquence (pentes de fréquence) dans un champ magnétique.Pour la première fois, il est montré l'absence de résonances cross-over dans le spectre d'absorption saturée. Nous avons utilisé des micro cellules remplies de rubidium. L'épaisseur de la colonne de vapeur atomique était de 30 - 40 micromètres. L'utilisation d'une micro cellule a permis l'investigation des transitions atomiques individuelles dans des champs magnétiques intenses (30 - 6000 G) en utilisant la technique d'absorption saturée. Nous avons aussi déterminé expérimentalement et théoriquement que pour certaines valeurs du champ magnétique externe (300 - 2000 G), on observait un très grand accroissement des probabilités des transitions atomiques Fg = 3 --> Fe = 5 de la raie D2 du Cs. Sous champ B, les probabilités de ces transitions (qui sont interdites en l'absence de champ magnétique) augmentent brutalement et excédent les probabilités des transitions atomiques permises