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Lexikon der Optik: dynamischer Stark-Effekt

dynamischer Stark-Effekt, Autler-Townes-Effekt, die Erscheinung, daß ein atomares oder molekulares Energieniveau unter der Einwirkung eines intensiven hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, wie es bei einer Mikrowelle oder einem Laserstrahl vorliegt, eine (im allgemeinen unsymmetrische) Aufspaltung in zwei Niveaus erfährt. Nur wenn sich das starke Feld in Resonanz mit einem atomaren Übergang zwischen dem betrachteten Niveau 1 und einem weiteren Niveau 2 befindet, ist die Aufspaltung symmetrisch (Abb.). Die neuen Niveaus unterscheiden sich um den Energiewert ΔE=

ωR. Hier bezeichnen

das durch 2π dividierte Plancksche Wirkungsquantum und ωR=|p21|E0/

die Rabi-Frequenz (im Sinne einer Kreisfrequenz), wobei E0 die (reelle) Amplitude der am Orte des Atoms herrschenden sinusförmig oszillierenden elektrischen Feldstärke und p21 das quantenmechanische Übergangsdipolmoment (Einstein-Koeffizient) in Richtung der elektrischen Feldstärke bedeuten. Bemerkenswert ist, daß die Niveau-Aufspaltung infolge des d. S., anders als beim üblichen Stark-Effekt, keine Entartung des Niveaus 1 voraussetzt, vielmehr ist sie an einem jeden einzelnen Unterniveau zu beobachten. Sie äußert sich als eine frequenzmäßige Verstimmung (Abweichung von der Resonanz) bei der Wechselwirkung des atomaren Systems mit einem zweiten Mikrowellen- oder Laserfeld, an der das Niveau 1 beteiligt ist. Auch bei der Resonanzfluoreszenz bewirkt der d. S. eine Aufspaltung im Frequenzprofil der Streustrahlung.



Dynamischer Stark-Effekt: Niveauaufspaltung ΔE, hervorgerufen durch ein resonantes Strahlungsfeld.

durch 2π dividiertes Plancksches Wirkungsquantum, ωR Rabi-Frequenz.

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