定义
由发射原子的随机运动引起的原子跃迁线宽变宽。
多普勒展宽是由原子的随机运动引起的原子跃迁线宽的不均匀展宽。 例如，如果原子具有随温度T的热速度分布，则由多普勒效应产生的线宽为
其中ν0是平均光学频率，m是原子的质量。 多普勒展宽，例如气体细胞中的原子，通常比自然线宽大得多。
多普勒展宽会对精确的光谱测量造成严重限制。 然而，可以通过各种方式消除它，例如通过降低温度（例如使用激光冷却）或通过采用本质上对多普勒展宽不敏感的测量方案，例如无多普勒饱和光谱或使用带有反向传播光束的双光子吸收。
多普勒展宽是气体激光器中的主要线展宽机制。
