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Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (09/12/2010), Nicolas Treps (Dir.)
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Optique quantique multimode avec des peignes de fréquence
Olivier Pinel1

Les lasers femtoseconde sont des sources de très haute précision pour la métrologie. La possibilité de produire des états comprimés dans ce régime pourrait conduire à une amélioration des mesures physiques. Dans une première partie, j'introduirai une limite de sensibilité pour l'estimation de paramètres portés par le champ électromagnétique, utilisant des ressources gaussiennes quelconques. Il peut être montré qu'un état comprimé monomode, sur un mode bien défini, est optimal d'un point de vue expérimental. Je présenterai alors un schéma simple et général, utilisant une détection homodyne, qui permet de mesurer de façon optimale des paramètres portés par le champ électromagnétique. Dans une seconde partie, je présenterai les résultats expérimentaux que nous avons obtenus en utilisant un oscillateur paramétrique optique femtoseconde pompé de façon synchrone. J'exposerai la production d'états comprimés en intensité dans ce régime ainsi que la preuve du caractère multimode de la lumière produite. Ceci constitue une étape majeure pour la production d'états multimodes sur mesure en régime femtoseconde.
1:  LKB (Jussieu) - Laboratoire Kastler Brossel
Optique quantique – métrologie – peignes de fréquence – mesure de temps – impulsions femtosecondes – fluctuations quantiques – oscillateur paramétrique optique

Multimode quantum optics with frequency combs
Femtosecond lasers are an incredible precision resource for metrology. The ability to produce squeezed states in this regime could then improve even more physical measurements. In a first part, I will present a precision limit for the estimation of parameters carried by the electromagnetic field, using general gaussian resources. It can be proven that a single-mode squeezer, on a well defined mode, is optimal from an experimental point of view. I will then exhibit a simple general scheme, based on homodyne detection, which allows to optimally measure parameters carried by the EM field. In the second part, I will present the experimental results we obtained using a femtosecond synchronously pumped optical parametric oscillator. I will demonstrate the production of intensity squeezing in that regime and the proof of the multimode aspect of the light produced. This is a crucial step in the production of tailored multimode squeezed states in the femtosecond regime.
Quantum optics – metrology – frequency combs – time measurement – femtosecond pulses – quantum fluctuations – optical parametric oscillator