Les interférences de Fano dans les systèmes quantiques ouverts

Les interférences de Fano sont responsables de l’asymétrie des raies d’absorption de la lumière dans des systèmes physiques très divers. Initialement observée lors de la photoionisation atomique ou la photo-dissociation moléculaire ce phénomène est aujourd’hui présent dans de nombreux systèmes nanostructurés.

Comme souvent dans un processus quantiques, ces interférences proviennent de la superposition cohérente de deux amplitudes de transition. La particularité des interférences de Fano réside dans le fait que l’état final fait partie d’un ensemble continu d’états quantiques.

Ce problème est en général traité dans le cadre d’une théorie hamiltonienne de la diffusion quantique qui est bien adaptée au cas d’un système quantique isolé. Nous nous sommes intéressé à sa généralisation au cas où le système est non isolé et est donc soumis à des processus de relaxation dans la limite markovienne.

Dans l’approximation perturbative d’une faible intensité lumineuse incidente, nous obtenons des expressions explicites des spectres d’emission de la fluorescence, Rayleigh et Raman. Ceci nous permet d’obtenir une nouvelle interprétation des fameux profils de Beutler-Fano. Dans le cas de l’absorption nous traitons le cas non perturbatif de champ fort. Nous mettons alors en évidence de nouveaux phénomènes non-linéaires qui se produisent lorsque l’intensité de la lumière incidente devient importante.