Numéro
J. Physique Lett.
Volume 36, Numéro 7-8, juillet-août 1975
Page(s) 189 - 192
DOI https://doi.org/10.1051/jphyslet:01975003607-8018900
J. Physique Lett. 36, 189-192 (1975)
DOI: 10.1051/jphyslet:01975003607-8018900

Observation of the 6S1/2-7S1/2 single-photon transition of cesium induced by an external d. c. electric field

M.A. Bouchiat et L. Pottier

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne , Ecole Normale Supérieure, 75231 Paris Cedex 05, France


Abstract
We have observed the direct single-photon electric dipole excitation of the 7 2S1/2 state of cesium, by exciting the 6 2S1/2 ground state in an external d. c. electric field of 10 to 1 000 V/cm with a single-mode, c. w., tunable dye laser. The resonance was detected by monitoring the decay fluorescence from the excited state. We verified the selection rules obeyed by the hyperfine transitions which depend on the relative orientation of the linear polarization of the beam with respect to the field. When they are orthogonal, the line pattern reflects the existence of a spin-dependent part of the polarizability induced by spin-orbit effects, the size of which was measured with respect to that of the scalar part. Results in very weak fields show that the oscillator strength of the 6S-7S transition is smaller than 2 x 10-13.


Résumé
Nous avons observé l'excitation dipolaire électrique à un photon de l'état 7 2S1/2 du césium en excitant directement à l'aide d'un laser à colorant accordable continu, monomode, l'état fondamental 6 2S1/2 dans un champ électrique de 10 à 1 000 V/cm. La résonance est détectée en observant la fluorescence émise à partir de l'état excité. Nous avons vérifié les règles de sélection des transitions hyperfines, qui dépendent de l'orientation relative de la polarisation linéaire du faisceau et du champ électrique. En polarisation normale, le spectre révèle l'existence d'une partie de la polarisabilité dépendant du spin, induite par effet spin-orbite, dont nous avons pu déduire la grandeur par rapport à la partie scalaire. Les résultats en champ électrique faible montrent que la force d'oscillateur de la transition 6S-7S est inférieure à 2 x 10-13.

PACS
3000 - Atomic and molecular physics.
3250F - Atomic fluorescence, phosphorescence.

Key words
atomic hyperfine structure -- caesium -- fluorescence -- hyperfine transitions -- linear polarization -- Cs -- direct single photon transition -- electric dipole excitation -- spin orbit effects -- external DC field -- single mode CW tunable dye laser -- 10 V cm to 1000 V cm