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Spectroscopie atomique à deux photons sans effet Doppler dans un plasma avec un laser pulsé monomode

par com.lac - publié le

Spectroscopie atomique à deux photons sans effet Doppler dans un plasma avec un laser pulsé monomode

La fluorescence induite par excitation à deux photons, outil d’investigation éprouvé en physique des plasmas, a été produite, en collaboration avec le laboratoire de Physique des plasmas (LPP, Palaiseau) dans une décharge d’oxygène, avec un laser pulsé monomode construit au LAC.


Dans une configuration de spectroscopie à deux photons sans effet Doppler, c’est-à-dire à deux faisceaux contrapropageants, le balayage a permis de mesurer, avec une précision compétitive par rapport à celle des tables de niveaux atomiques, l’énergie des niveaux de structure fine du terme 2p3[4So]3p3P, premier terme excité pair du spectre triplet.


La répétition de l’expérience sur une décharge alimentée en 18O a permis de mesurer le déplacement isotopique de l’énergie d’excitation de ce terme, déplacement expérimental avec lequel les calculs ab initio de déplacement isotopique [P. Jönsson and M. R. Godefroid, “Theoretical studies of isotope shifts, hyperfine structures and oscillator strengths in transitions between low-lying levels in O I”, Mol. Phys. 98 (2000) 1141] s’avèrent en excellent accord.


L’étude spectroscopique confirme la nécessité de revoir le tableau des niveaux atomiques de l’oxygène neutre, tel qu’il apparaît sur le site du National Institute of Standards and Technology, comme l’avait déjà suggéré une autre équipe européenne en 2008 [T.I. Ivanov, et al., “Extreme-ultraviolet laser metrology of O I transitions”, Mon. Not. R. Astron. Soc. 389 (2008) L48] .



Figure : Déplacement isotopique de la raie de résonance à deux photons de O I. L’énergie basse correspond à l’isotope lourd 18, l’énergie haute à l’isotope léger 16 (déplacement anomal). La prévision théorique était de -1,1 m-1, au lieu de l’écart de -0,8 m-1 trouvé, ce qui constitue un accord excellent à l’échelle du déplacement normal de masse sous-jacent, en l’occurrence 33,7 m-1.


En savoir plus : Measurement of the isotope shift of the 2p4 3P2 -> 2p33p 3P2 two-photon transition of O I and a revision of the triplet energy levels of atomic Oxygen, D. Marinov, J.-P. Booth, C. Blondel and C. Drag, J. Phys. B : At. Mol. Opt. Phys. (2017)


Contact : Christophe Blondel, Cyril Drag (Ions Négatifs)