Опти́ческая нута́ция, колебательное поведение процессов поглощения и испускания оптического излучения, обусловленное колебаниями разности населённостей уровней энергии вещества при его взаимодействии с интенсивным резонансным электромагнитным полем. Оптическая нутация – нестационарный эффект, проявляющийся, когда взаимодействие вещества с резонансным полем происходит за время, значительно меньшее времени релаксации квантового перехода (см. Двухуровневая система). Физическая природа оптической нутации заключается в следующем. Пусть в момент времени ${t=0}$ мгновенно включается резонансное световое поле ${E=E_0\cos \omega t}$, частота которого ${\omega}$ совпадает с частотой ${\omega_{ba}}$ разрешённого перехода между уровнями энергии ${a}$ и ${b}$ частиц вещества (атомов, молекул). Под действием излучения разность населённостей этих уровней в отсутствие релаксации осциллирует с т. н. частотой Раби ${\Omega_\text{R}=d_{ab}E_0/\hbar}$ (здесь ${d_{ab}}$ – матричный элемент дипольного момента, $E_{0}$ – амплитуда напряжённости электрического поля световой волны, ${\hbar}$ – постоянная Планка), т. е. квантовая система периодически переходит из нижнего состояния в верхнее и обратно. Соответственно чередуются процессы поглощения и индуцированного испускания излучения. В результате световая волна на выходе из среды оказывается промодулированной по амплитуде с частотой ${\Omega_\text{R}}$.

Термин «нутация» взят из теории гироскопов, т. к. уравнения для двухуровневой системы, описывающие эволюцию отклика вещества на воздействие резонансного оптического излучения, аналогичны уравнениям для симметричного волчка.

В оптически тонких средах эффект оптической нутации проявляется в виде затухающих колебаний огибающей импульса резонансного излучения на выходе из среды. Если среда оптически плотная, то оптическая нутация может приобрести характер эффекта самоиндуцированной прозрачности.

Оптическая нутация является основой некоторых методов когерентной нестационарной лазерной спектроскопии.