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

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

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