Влияние свободного движения атомов на эффекты, зависящие от плотности атомов, в нелинейной лазерной спектроскопии резонансных газовых сред

Мы развиваем нелинейную по полю теорию распространения монохроматической световой волны в газе двухуровневых атомов в условии неоднородного доплеровского уширения линии, рассматривая при этом самосогласованное решение уравнений Максвелла–Блоха в приближении среднего поля и одно-атомной матрицы плотности. Показано, что при таком подходе возникает существенная деформация доплеровского резонансного контура (сдвиг, асимметрия), которая зависит от плотности атомов. Данный эффект является следствием только свободного движения атомов в газе и не связан с межатомным взаимодействием. При этом частотный сдвиг линейного по полю вклада в сигнале пропускания более чем на порядок превышает сдвиг из-за межатомного диполь-дипольного взаимодействия, а первая нелинейная поправка испытывает еще более сильную деформацию, которая превышает влияние межатомного взаимодействия на три порядка. Обнаруженные эффекты, обусловленные свободным движением атомов, требуют значительного пересмотра существующей картины спектроскопических эффектов, зависящих от плотности атомов в газе.