J. Phys. France 43, 1021-1035 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:019820043070102100

Dressed atom approach to collisional redistribution

S. Reynaud et C. Cohen-Tannoudji

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'Ecole Normale Supérieure et Collège de France, 24, rue Lhomond, F 75231 Paris, France

Abstract
The dressed atom approach to resonance fluorescence is extended to include collisional effects. These effects appear as a collision induced modification of the radiative cascade of the dressed atom. All the characteristics of absorption and emission spectra are expressed in terms of the T1 and T2 type relaxation parameters of the dressed atom. The domain of validity of this approach is investigated and is shown to be larger than that of the optical Bloch equations. The relaxation parameters are related to the collision S matrix. By using a spin representation, they are also expressed in terms of the Fourier transform of some correlation function of the collisional perturbation.

Résumé
La description de la fluorescence de résonance par la méthode de l'atome habillé est généralisée pour inclure les effets collisionnels. Ces effets s'interprètent comme une modification par les collisions de la cascade radiative de l'atome habillé. Toutes les caractéristiques des spectres d'absorption et d'émission sont exprimées en fonction des paramètres de relaxation, de type T1 et T2, de l'atome habillé. On analyse le domaine de validité de cette approche et on montre qu'il est plus large que celui des équations de Bloch optiques. Les paramètres de relaxation sont reliés à la matrice S de collision. En utilisant une représentation de spin, on les met également sous la forme de transformées de Fourier d'une fonction de corrélation de la perturbation collisionnelle.

PACS
3250 - Fluorescence, phosphorescence (including quenching).
3270J - Line shapes, widths, and shifts.

Key words
atomic fluorescence -- atomic spectral line breadth