Optical nutation in a gaussian beam resonator

Abstract

Reçu le 17 janvier 1980, révisé le 24 mars, accepté le 25 mars 1980) Résumé. 2014 Nous examinons la réponse transitoire d'un résonateur plan-sphérique excité continûment et rempli par un gaz optiquement fin qui est brutalement amené en résonance exacte avec le champ excitateur. Contrairement aux traitements antérieurs, notre approche prend en compte la distribution du champ dans le résonateur 2014 aussi bien axiale que transversale 2014 et les mouvements moléculaires à travers l'onde stationnaire. Ceci est obtenu en projetant la polarisation induite dans le gaz sur le mode gaussien fondamental du résonateur et les résultats sont donnés sous une forme quasi analytique. Une réponse oscillante n'est obtenue que lorsque la fréquence de Rabi est grande devant l'élargissement Doppler et le résonateur de mauvaise qualité. Certaines de nos prévisions théoriques ont été confirmées par une expérience à une longueur d'onde de 6 mm. Abstract. 2014 We examine the transient behaviour of a plane-spherical resonator driven by a continuous wave and filled by an optically thin gas which is suddenly switched on exact resonance with the driving field. Contrary to previous treatments, the axial and transversal field distributions and the molecular motions through the standing wave are taken into account. This is achieved by projecting the induced gas polarization on the fundamental gaussian mode of the resonator and the results are given in a quasi analytic form. An oscillatory response is only obtained when the Rabi frequency is large with respect to the Doppler line width and for a bad quality resonator. Some of the theoretical predictions have been supported by an experiment at a 6 mm-wavelength.