J. Phys. France 32, 773-787 (1971)
DOI: 10.1051/jphys:019710032010077300

Étude expérimentale du déplacement des niveaux et de l'effet Raman d'un atome soumis au rayonnement non résonnant d'un laser de puissance

P. Platz

ASSOCIATION EURATOM-CEA Département de la Physique du Plasma et de la Fusion Contrôlée - Centre d'Etudes Nucléaires Boîte Postale n° 6, 92 Fontenay-aux-Roses

Abstract
The influence of high power laser radiation on the emission line spectrum of mercury is investigated. The first part of the paper describes the measurement of the shifts of two Hg lines, 5 461 Å (6 3P2-7 3S1) and 4 358 Å (6 3P1-7 3S1) due to Nd-glass-laser radiation (10 580 Å). The shift of the common level, 7 3S 1, is found to be proportional to the laser light flux at least up to 400 MW/cm2, the constant of proportionality being + 0,28 × 10-6 eV/MW cm-2 (± 15 %). This provides a new method for the determination of oscillator strengths, which, when applied to the infrared transition 7 3S1-7 3P 2 (11 287 Å), yields a value of 0.32 for the average absorption oscillator strength. The experimental error on this value is ± 15 % ; however, it is also overestimated by probably 20 % because of various approximations. The second part of the paper describes the detection and identification of a Raman transition between two excited levels of the mercury atom, due to irradiation with the second harmonic of the same laser (5 289 Å) ; the corresponding line, at 4 250 Å, is very weak and ascribed to the anti-Stokes Raman transition 6 3P2 → 6 3P 1.

Résumé
On étudie le spectre d'émission de l'atome de mercure soumis au rayonnement d'un laser de puissance. Dans la première partie, on décrit la mesure du déplacement des raies Hg 5 461 Å (6 3P2-7 3S 1) et Hg 4 358 Å (6 3P1-7 3S1 ) dû au rayonnement d'un laser au verre-Nd (10 580 Å). Le déplacement du niveau commun, 7 3S1, est proportionnel au flux de lumière laser au moins jusqu'à 400 MW/cm2. Sa valeur est + 0,28 × 10-6 eV/MW cm-2 (± 15 %). Une nouvelle méthode de mesure des forces d'oscillateur est appliquée à la transition infrarouge 7 3S1-7 3P2 (11 287 Å). On obtient la valeur 0,32 pour la force d'oscillateur moyenne en absorption. Cette valeur est affectée d'une erreur expérimentale de ± 15 % ; elle est probablement surestimée de 20 % à cause d'approximations diverses. Dans la deuxième partie, on décrit la détection et l'identification d'une transition Raman entre deux niveaux excités de l'atome de mercure sous l'effet d'une irradiation par le deuxième harmonique du même laser (5 289 Å). La raie correspondante (4 250 Å) est très faible et attribuée à la transition Raman anti-Stokes 6 3P2 → 6 3P1.

PACS
3230 - Atomic spectra.
3270C - Oscillator strengths, lifetimes, transition moments.

Key words
atomic excitation -- atomic spectra -- laser beam effects -- mercury metal -- Raman spectra of inorganic substances