44 articles  [version française]
Detailed view PhD thesis
Ecole Polytechnique X (06/12/1996), Alain Aspect (Dir.)
Attached file list to this document: 
PDF
JURCZAK-3.pdf(15.7 MB)
Spectroscopie par corrélations d'intensité d'atomes refroidis par laser: Dynamique et transport dans les réseaux atomiques
Christophe Jurczak1

Cette thèse porte sur l'étude expérimentale et théorique des corrélations de photons diffusés par des atomes refroidis par laser. Le spectre de corrélations d'intensité (ou, dans le domaine temporel, la fonction de corrélation) fournit différents types d'information selon la nature de l'échantillon atomique. Dans le cas d'un gaz d'atomes désordonné, nous montrons qu'il permet de mesurer là température de l'échantillon, mais c'est dans le cadre de l'étude de la dynamique atomique dans un potentiel optique tridimensionnel et périodique (un réseau atomique) que la technique se révèle la plus intéressante. Les spectres et fonctions de corrélations, interprétés grâce à des modèles numériques que nous exposons en détail, donnent en effet accès aux propriétés du transport des atomes dans le réseau, à petite comme à grande échelle. A l'instar d'autres techniques éprouvées, les corrélations d'intensité permettent de caractériser en détail la dynamique locale et le mouvement vibrationnel. Pour tirer parti de la nature particulière de la polarisation de la lumière diffusée dans les réseaux que nous étudions, nous introduisons la technique des corrélations d'intensité sélectives en polarisation qui nous permet d'obtenir des résultats originaux. En particulier, la fonction de corrélations croisées entre composantes de polarisation différente met en évidence la nature diffusive du mouvement* atomique dans certàines directions et porte la signature d'un nouvel effet de dégroupement de photons.
1:  LCFIO - Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique
lcf-oa
Résaux atomiques – Potentiels périodiques – Dégroupement de photons – Effet Lamb-Dicke – Ondes de densité – Diffusion spatiale – Spectroscopie par corrélations d'intensité sélectives en polarisation – Corrélations de photons – Diffusion de la lumière

Intensity correlation spectroscopy of laser cooled atoms: transport and dynamics in optical lattices
This thesis is concerned with experiments and theory on photon correlations in the light scattered from laser cooled atoms. Depending on the atomic sample, the intensity correlation spectrum (or in the time domain, the correlation function) gives different kinds of information. We show that, for a disordered. atomic gas, it allows one to measure the kinetic temperature of the sample. But the technique is much more interesting for the study-of atomic motion in a 3D periodic optical potential (an optical lattice). The intensity correlation functions and spectra are interpreted with help from a detailed numerical study and give access to the small as well as large scale transport properties of the aoms in the lattice. In one series of experimentswe show that intensity correlation spectroscopy is comparable with other technjques as concems the study of the local dyamics and of the vibrational motion; We modified the technique to take into account the nature of the polarization of the light scattered from the lattice and we show that polarization selective intensity correlation spectroscopy gives truly original results. Cross­ correlations between different polarization components of the scattered light allow us to show that the motion is diffusive along certain directions and bear the signature of a novel antibunching effect.
Optical lattices – photon bunching – photon antibunching – Lamb-Dicke effect – Density waves – Spatial diffusion – photon correlation spectroscopy – dynamic light scattering