⁴He Optical Pumping with Frequency Modulated Light

(Received 12 July 1995, received in final form and accepted 26 October 1995)

Abstract
Recently a distributed Bragg reflection (DBR) laser diode was commercialised by SDL (USA) for helium optical pumping experiments. An interesting feature of the new device is the possibility of frequency modulation of the diode output by modulating the current intensity, leading to a new pumping scheme called optical pumping with frequency modulated light. We develop this method to induce spin precession and obtain new resonances in ⁴He atomic gas, simply by modulating the frequency of the pumping light at the Larmor frequency of atomic states in a static magnetic field. These resonances are analysed with a simple model taking into account velocity changing collisions.

Résumé
Depuis avril 1994, une diode laser monomode à 1.083 m est commercialisée par SDL (USA) pour des expériences de pompage optique de l'hélium. L'utilisation d'un laser à semi-conducteur permet de moduler facilement la longueur d'onde d'émission. Ceci nous a permis d'expérimenter un nouveau type de pompage, le pompage optique en modulation de fréquence. Nous développons cette méthode pour induire une précession forcée des spins électroniques des atomes d'hélium-4: on observe de nouveaux signaux de résonance en modulant la fréquence de la lumière émise à la fréquence de Larmor des atomes placés dans un champ magnétique statique. Ces signaux sont confrontés à un modèle simple prenant en compte les collisions de changement de vitesse.