如果把与原子(分子)相互作用的交变电磁场分为两处,当分子束通过距离为的两个交变电磁场时,位于激发态的概率
是两个电磁场间距
的函数,由此产生的振荡信号呈现类似干涉的图样,称为拉姆齐条纹。其中
为交变电磁场与分子共振角频率的失谐量,
是分子束的速度。在频率谱上,这一概率也随着频率失谐发生振荡。拉姆齐条纹方法大大提高了观测分子跃迁频率的分辨率,因此N.F.拉姆齐荣获1989年诺贝尔物理学奖。
拉姆齐方法基于拉比振荡方法发展而来。后者要求长距离内有均匀的电磁场,因此在测量精度的进一步提升上受到限制。而拉姆齐条纹方法则用距离为的两个较短相互作用区替代,中间是非相互作用区。拉姆齐条纹方法是精密光谱测量方法,除广泛用于原子物理研究,也用于原子钟频率的精确测量,20世纪90年代已成功用于原子喷泉钟(atomic fountain clock)。当电磁波的振荡频率与二能级原子的跃迁频率一致,则可以产生最大的跃迁概率。测量的精度(即失谐角频率)
,即延长作用区间距和分子飞行时间可提升测量精度。
通常原子钟频率的测量是在微波频段。在光学频段,一阶多普勒频移会导致跃迁频谱的展宽,从而无法观察到拉姆齐条纹。为克服多普勒频移而获得光学拉姆齐条纹,提出了三驻波光束方法和利用四束行波的方法。后者在拉姆齐的双波束之后,再加入两束反向传播的光,四光束均为π/2脉冲。分子通过四束光后产生两种布居,其中之一的多普勒相移被抵消,从而展现出光学拉姆齐条纹;另一种布居的多普勒相移则被加倍,其拉姆齐条纹结构则完全消失。后来指出这一方法也可以看作对原子进行相干分束,从而获得原子干涉的马赫-秦特干涉仪。