index - Interférométrie

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Mon travail de thèse, mené au LCAR, porte sur le développement d'interféromètres atomiques exploitant des condensats de Bose-Einstein manipulés par des réseaux optiques. Je présente diverses méthodes pour créer des interféromètres avec une grande séparation en impulsion entre les deux bras de l'interféromètre. Une première approche repose sur la diffraction d'onde atomique à ordre élevé, dans le régime dit de quasi-Bragg. Un chapitre est consacré à cette étude, mettant en évidence l'importance des transitions multiphotoniques non résonantes sur les signaux d'interféromètres. Le chapitre suivant décrit un schéma de séparatrices atomiques, fondé sur une succession d'impulsions pi qui transfert chacune 2ℏk. Nous avons ainsi mis en évidence un nouveau régime d'accélération particulièrement efficace grâce à un phénomène d'interférence destructive entre les pertes. Cette méthode a permis la réalisation d'un interféromètre avec une séparation de 200 impulsions de recul. Enfin, le dernier chapitre de mon manuscrit introduit une nouvelle technique exploitant le formalisme de Floquet, qui généralise les séparatrices atomiques précédentes ainsi que celles fondées sur les oscillations de Bloch. Pour préparer de manière optimale les états de Floquet transportés par le réseau optique, nous avons mis en œuvre des techniques de contrôle optimal. Cette approche a permis de démontrer expérimentalement des interféromètres avec une séparation en impulsion de 600ℏk, avec une visibilité de 20 %. Ce résultat représente la plus grande séparation en impulsion obtenue dans un interféromètre. Les séparatrices atomiques développées dans cette thèse peuvent potentiellement améliorer les mesures de la constante de structure fine et la sensibilité des capteurs inertiels exploitant des techniques d'interférométrie atomique. Par ailleurs, ces séparatrices ouvrent la voie à des interféromètres présentant une très grande séparation spatiale. Ces interféromètres suscitent un intérêt croissant en physique fondamentale, offrant diverses possibilités pour tester la relativité générale, la neutralité de la matière, ainsi que des modèles de matière noire. L'objectif à plus long terme de l'expérience sur laquelle j'ai travaillé consistera à effectuer des tests de la neutralité de l'atome en utilisant une nouvelle méthode basée sur la phase d'Aharonov-Bohm. Nous prévoyons une amélioration de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux limites actuelles.

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Am 27. Juni starb Christoph (Chris) Meier, international anerkannter Spezialist für die Quantendynamik komplexer molekularer Systeme.

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Nous présentons une méthodologie de conception, basée sur une modélisation exacte de la diffraction par des réseaux, qui vise à concevoir des réseaux de diffraction qui satisfont aux exigences du piégeage atomique tout en tenant compte des contraintes et des tolérances de fabrication. Nos résultats montrent que des réseaux pertinents peuvent être facilement conçus à l'aide de cette méthode, et nous identifions des conceptions avec des tolérances de fabrication accrues et une meilleure résistance à l'imprécision, ce qui simplifie et augmente les chances de réaliser des pièges atomiques magnéto-optiques à réseaux (GMOTs) efficaces.

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We present a design strategy for grating magneto-optical traps (GMOTs). It takes the three most relevant optical properties for laser cooling (radiation pressure balance, specular reflection cancellation, and diffracted polarization) to build a scalar figure of merit. We use a rigorous coupled wave analysis (RCWA) simulation to find a geometry that maximizes this figure of merit. We also introduce a criterion that takes into account the robustness of the manufacturing processes to select a geometry that is reliable to manufacture. Finally, we demonstrate that the fabricated grating exhibits the expected optical properties and achieves typical GMOT performance.

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Sujets

Critical phenomena Adsorbats moléculaires Anisotropy Floquet formalism Effet Stark Atomic interferometry Diffraction d'une onde atomique Frequency metrology Experimental results Diode-pumped solid state lasers Interférométrie atomique Cohérence Coherence Phase géométrique Matter wave Atom chip Fringe contrast CAVITY Axion Diffraction atomique Coupled oscillators Atom diffraction Laser cooling of atoms Birefringence Franges d'interférence Atome de lithium Sagnac effect Black hole Formalisme de Floquet Diffraction atomique par laser Atom interferometer Condensats de Bose-Einstein CERN Lab Friction Damping Aharonov-Casher He-McKellar-Wilkens Laser diffraction Condensat de Bose-Einstein Decoherence Electric polarizability Cold atoms Diffraction de Bragg ATOMS Frequency doubling Lithium Condensats Compensation Birefringences Experiment Cosmic string Ring cavity Optical pumping Close-coupling Atomes froids Amortissement Stark effect Electro-optics Cooling effect Condensates Diffraction Polarisabilité Fringe phase shift Lithium atoms Atom Optics Parallel velocity Effet Zeeman Atom interferometry Muonic hydrogen Topological phase Bragg diffraction Polarizability Atom interferometers Bose Einstein condensate Optique atomique Accurate measurement Zeeman effect Dark matter Cold Atoms Atom optics Atomic polarisability FIELD Aharonov-Bohm Collisions atome-atome Effet Aharonov-Bohm Atom Interferometry Détecteur à fil chaud Atomic Bloch states Magneto-optics Mesures de précision Interferometry Aharonov-Bohm effect Diffraction laser Aharononov-Bohm Atom Bose-Einstein condensate Non reciprocal effect Detector sensitivity Vibrations Atom inerteferometry

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