La fluorescence de résonance : Etude par la méthode de l’atome habillé

La fluorescence de résonance est le phénomène d’absorption et de réémission de photons par un atome en interaction avec une onde laser monochromatique, résonnante et intense. Le but de cet article est de montrer que la méthode de l’atome habillé permet un calcul quantitatif de tous les signaux de fluorescence et que les résultats obtenus sont associés à des interprétations physiques simples. Dans cette méthode, on considère d’abord le système formé par l’atome et les photons laser en interaction mutuelle (atome habillé par les photons laser) et l’émission de photons de fluorescence est ensuite traitée comme une relaxation radiative de ce nouveau système quantique. Les fréquences d’émission apparaissent ainsi comme les fréquences de Bohr des transitions permises de l’atome habillé et la précession de Rabi apparaît comme un signal de battement quantique entre niveaux habillés. Les signaux de corrélation ou de comptage de photons s’interprètent bien en considérant la fluorescence comme une cascade radiative de l’atome habillé le long de son diagramme d’énergie. La méthode de l’atome habillé suggère l’étude de signaux d’analyse mixte temps fréquence, par exemple corrélations temporelles entre photons émis dans des raies données du spectre de fluorescence. Enfin, la comparaison avec la méthode largement utilisée des équations de Bloch optiques montre que la méthode de l’atome habillé a un domaine de validité plus étendu en ce qui concerne l’approximation de Markov