J. Physique Lett. 38, 249-252 (1977)
DOI: 10.1051/jphyslet:019770038013024900

Forme de raie pour la spectroscopie d'absorption saturée tenant compte des collisions élastiques faibles

Ch. J. Bordé, S. Avrillier et M. Gorlicki

Laboratoire de Physique des Lasers, Avenue J.-B.-Clément, 93430 Villetaneuse, France

Abstract
We use the Fourier transform with respect to axial velocity to derive a third-order line shape formula for high-resolution saturation spectroscopy that includes the effects of weak velocitychanging and quenching collisions, beam geometry, second-order Doppler shift, recoil splitting and laser frequency modulation. The inclusion of weak elastic collisions provides an explanation for the changes in the rates of pressure broadening with beam diameter. The derivation is easily applicable to experiments with spatially separated beams.

Résumé
En prenant la transformée de Fourier par rapport à la vitesse axiale des molécules, nous avons obtenu un profil de raie pour la spectroscopie de saturation à haute résolution qui tient compte des collisions élastiques et inélastiques, de la géométrie des faisceaux, de l'effet Doppler du 2e ordre, de l'effet de recul et de la modulation de fréquence du laser. L'inclusion des collisions élastiques d'angle faible permet d'expliquer la variation des taux d'élargissement par les collisions avec le diamètre des faisceaux. Le calcul s'applique aussi aux expériences à faisceaux séparés.

PACS
0765 - Optical spectroscopy and spectrometers.
4265G - Optical transient phenomena, self induced transparency, optical saturation and related effects.

Key words
optical saturation -- spectral line breadth -- spectroscopy -- saturation spectroscopy -- Fourier transform -- axial velocity -- quenching collisions -- beam geometry -- recoil splitting -- laser frequency modulation -- weak elastic collisions -- pressure broadening -- beam diameter -- spatially separated beams -- weak velocity changing collisions -- third order line shape formula -- high resolution -- second order Doppler shift