Cours donné au M2 "Concept Fondamentaux de la Physique", Parcours "Physique Quantique" de l'Université Pierre et Marie Curie-Paris6 Plan du cours: 1) Les approches phénoménologiques de l'interaction matière rayonnement: modèle de Lorentz, modèle d'Einstein. 2) L'approche semi-classique: vecteur de Bloch, équations de Bloch pour un champ monochromatique et pour un champ à spectre large. 3) Description quantique du champ électromagnétique libre: quantification sur différentes base de modes, impulsion et moment cinétique du rayonnement, quelques états quantiques remarquables, fonction de Wigner, Hamiltonien d'interaction 4) Emission spontanée: état du système atome+champ, relaxation d'un atome par émission spontanée. 5) Atome à deux niveaux et champ quasi-résonnant: précession de Rabi, franges de Ramsey, saturation de l'absorption, modèle de Jaynes Cummings, régimes de couplage faible et fort. 6) Assemblée d'atomes à deux niveaux et champ quasi-résonnant : vecteur de Bloch collectif, superradiance, mémoires quantiques. 7) Systèmes à trois niveau: pompage optique, piégeage cohérent de population, déplacements lumineux, transparence électromagnétiquement induite, sauts quantiques. 8) Fluctuations et corrélations dans l'interaction matière rayonnement: bruit de projection, équation de Langevin quantique, corrélations d'intensité dans l'émission spontanée. Annexes: - éléments sur la structure des atomes, - matrice densité.