Effets quantiques dans les images optiques
Résumé
Nous étudions les propriétés quantiques des images
optiques. Sur le plan théorique, nous nous plaçons dans le plan transverse du champ
électromagnétique pour définir des observables les plus proches possibles de ce que
mesurent les détecteurs en optique. Nous montrons alors la nécessité d'une approche
multimode transverse pour la description des images. Nous élaborons une méthode
de calcul des fluctuations en tout point du plan transverse d'un nombre quelconque
de champs après leur interaction avec un cristal non linéaire.
Nous appliquons ces principes pour définir les limites de résolution dans les images
optiques imposées par la mécanique quantique. Nous appliquons le cas particulier du
champ bimode aux mesures de positions d'un faisceau effectuées par un détecteur à
deux zones. Nous montrons alors, à la fois théoriquement et expérimentalement, que
le choix adéquat de deux modes non classiques permet de faire des mesures de
déplacement en dessous de la limite quantique standard. D'un autre côté, nous
appliquons la méthode de calcul des fluctuations au cas particulier du soliton
spatial, système permettant de s'affranchir de la diffraction. On montre que, même
si elle ne modifie pas le champ moyen, la diffraction est responsable de la
diffusion des propriétés quantiques, qui se retrouvent alors dans les fonctions de
correlations entre deux points transverses. Finalement, nous décrivons une
expérience réalisée avec un oscillateur paramétrique optique dégénéré
transversalement, qui permet de faire osciller pour une même longueur de cavité un
grand nombre de modes transverses. La présence d'un cristal non linéaire d'ordre
deux permet de coupler les modes et d'obtenir des effets quantiques non monomodes
transverses.
optiques. Sur le plan théorique, nous nous plaçons dans le plan transverse du champ
électromagnétique pour définir des observables les plus proches possibles de ce que
mesurent les détecteurs en optique. Nous montrons alors la nécessité d'une approche
multimode transverse pour la description des images. Nous élaborons une méthode
de calcul des fluctuations en tout point du plan transverse d'un nombre quelconque
de champs après leur interaction avec un cristal non linéaire.
Nous appliquons ces principes pour définir les limites de résolution dans les images
optiques imposées par la mécanique quantique. Nous appliquons le cas particulier du
champ bimode aux mesures de positions d'un faisceau effectuées par un détecteur à
deux zones. Nous montrons alors, à la fois théoriquement et expérimentalement, que
le choix adéquat de deux modes non classiques permet de faire des mesures de
déplacement en dessous de la limite quantique standard. D'un autre côté, nous
appliquons la méthode de calcul des fluctuations au cas particulier du soliton
spatial, système permettant de s'affranchir de la diffraction. On montre que, même
si elle ne modifie pas le champ moyen, la diffraction est responsable de la
diffusion des propriétés quantiques, qui se retrouvent alors dans les fonctions de
correlations entre deux points transverses. Finalement, nous décrivons une
expérience réalisée avec un oscillateur paramétrique optique dégénéré
transversalement, qui permet de faire osciller pour une même longueur de cavité un
grand nombre de modes transverses. La présence d'un cristal non linéaire d'ordre
deux permet de coupler les modes et d'obtenir des effets quantiques non monomodes
transverses.
NIL
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