Interferência quântica na espectroscopia de combinação de frequência de dois fótons

A interferência quântica resultante da emissão espontânea, ou do cross-damping, é um sistema importante, mas frequentemente negligenciado, em experimentos de espectroscopia de precisão que visam determinar uma frequência de transição com uma incerteza menor que a largura de linha natural. Neste trabalho, calculamos os efeitos de tal interferência na espectroscopia de combinação de frequência de dois fótons usando uma abordagem perturbativa e pela integração das equações da matriz de densidade. Em seguida, aplicamos essas técnicas à espectroscopia de dois fótons da transição 1S-3S do hidrogênio, atualmente sendo realizada em nosso grupo. Dependendo da geometria de detecção, encontramos distorções nas formas de linha que podem levar a erros sistemáticos de 1 kHz se tais efeitos de interferência forem ignorados na análise dos dados. Este resultado é independente de se um laser cw ou uma combinação de frequência é usado para a excitação. Finalmente, propomos um esquema de detecção dependente do tempo que, quando utilizado em conjunto com a excitação por combinação de frequência, pode mitigar as distorções de linha resultantes dessa interferência.