Coherent population trapping and Fano profiles

(Received 15 January 1992, accepted 23 January 1992)

Abstract
This paper presents a new approach to coherent population trapping in a -type three level atomic configuration. This approach, which is based on scattering theory, applies when one of the two driving laser fields is much weaker than the other one. We show that the scattering amplitude of the weak field is the sum of 2 resonant amplitudes. The positions and the widths of these resonances are identified and physically interpreted in the low saturation limit, in terms of Rayleigh scattering, stimulated and spontaneous Raman scattering. Finally, we show that the interference between the two scattering amplitudes gives rise to Fano profiles in the curves giving the frequency dependence of the total scattering cross-section.

Résumé
Cet article présente une nouvelle approche au phénomène de piégeage cohérent de population observable sur un système atomique à 3 niveaux en configuration . Cette approche, basée sur la théorie de la diffusion, est valable lorsqu'un des deux champs lasers excitant le système atomique est beaucoup plus faible que l'autre. L'amplitude de diffusion du champ faible apparaît comme la somme de deux amplitudes résonnantes. Les positions et les largeurs des deux résonances correspondantes sont calculées et interprétées physiquement, à la limite des faibles saturations, en termes de diffusion Rayleigh et de diffusion Raman stimulée et spontanée. On montre enfin que l'interférence entre ces deux amplitudes de diffusion fait apparaître des profils de Fano dans les courbes donnant les variations en fréquence de la section efficace totale de diffusion.