Optical pumping as relaxation of radiofrequency transitions

Summary

Widths, shifts and intensities of multiphoton transitions between Zeeman and hyperfine sublevels of the ground state of an optically pumped atom are computed in a simple and closed form. The simplicity of the result as well as the control of the approximations involved are made possible by the use of the Liouville-operator formalism, which again proves very powerful to disentagle complicated relaxation patterns.

Riassunto

Si calcolano in forma semplice ed esplicita le larghezze, gli spostamenti e le intensità di transizioni tra sottolivelli Zeeman e sottolivelli iperfini dello stato fondamentale di un atomo pompato otticamente. La semplicità del risultato e il controllo delle approssimazioni che intervengono è reso possibile dall’uso del formalismo dell’operatore di Liouville, che, anche in questo caso, si rivela uno strumento potente per trattare schemi complicati di rilassamento.

Резюме

В простой и замкнутой форме приводятся ширины, сдвиги и интенсивности многофотонных переходов между зеемановскими и сверхтонкими подуровнями основного состояния оптически накаченного атома. Простота полученного результата, а также контроль используемых приближений являются следствием использования операторного формализма Лиувилля, который оказывается очень удобным для расшифровки сложных картин релаксации.