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Theses

Experimental and Theoretical Study of Two Non-linear Processes Induced by Ultra-narrow Resonances in Atoms

Résumé : Dans ce travail de thèse, je considère deux phénomènes distincts, tous deux liés aux interactions non-linéaires entre la lumière et des atomes. La première partie est dédiée à du mélange à 4 ondes basé sur des degrés de liberté internes d’atomes d’hélium à température ambiante, et l’utilise pour des processus d’amplification et de la génération d’états comprimés. Le second phénomène étudié est basé sur des degrés de liberté externes d’atomes de césium froids et est utilisé pour du stockage de lumière et la génération d’un champ conjugué en phase par mélange d’ondes. J'ai expérimentalement observé et caractérisé de l'amplification sensible à la phase par mélange à quatre ondes dans de l'hélium métastable à température ambiante. J'ai obtenu un gain maximum d'environ 9 dB avec une bande passante d'environ 300 kHz. Les fonctions de transfert phase/phase obtenues ont montré une forte compression de phase, indiquant que le phénomène était presque exempt de processus indésirables. Dans la seconde partie, j'explique comment les résonances de recul, dues à un transfert de quantité de mouvement entre un photon et un atome, peuvent être utilisées pour du stockage de lumière. J'explique également comment ce phénomène peut conduire à la génération d’un champ conjugué, et pourquoi la théorie existante ne permet pas de modéliser le creux qui apparaît dans le spectre de génération du champ conjugué lorsqu’on augmente la puissance optique. Pour reproduire ce nouvel élément, j’ai effectué un développement jusqu’au 5e ordre, qui démontre qu’il dépend de la cohérence qui est excitée entre des niveaux de moments atomiques différents. Je montre ensuite qu'un modèle plus simple, basé sur trois niveaux atomiques définis par des degrés de liberté interne et externe de l'atome, peut expliquer le phénomène observé.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02185535
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, July 16, 2019 - 4:34:06 PM
Last modification on : Monday, February 3, 2020 - 6:07:25 PM

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73376_BANERJEE_2019_diffusion....
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02185535, version 1

Citation

Chitram Banerjee. Experimental and Theoretical Study of Two Non-linear Processes Induced by Ultra-narrow Resonances in Atoms. Optics [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2019. English. ⟨NNT : 2019SACLS139⟩. ⟨tel-02185535⟩

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