Spectroscopie en lumière comprimée

Alain Aspect

Luca La Volpe

Ma thèse concerne une analyse théorique et expérimentale de la nature multimode de la lumière comprimée générée par la conversion paramétrique (PDC). La lumière quantique est générée à partir du passage unique d'une impulsion de pompe femtoseconde à travers un cristal non linéaire. L'absence de cavité pour la lumière quantique nécessite un traitement théorique complet de l'hamiltonien de la PDC dans le domaine spatial et temporel, ainsi que des modes compressés couplés spatio-temporellement. Du côté expérimental, un module de mise en forme d’impulsions permet un contrôle complet du mode spectral de l’oscillateur local utilisé pour caractériser la source par détection homodyne. La distribution multimodale de la lumière comprimée est démontrée expérimentalement en mettant en forme l'oscillateur local selon différents modes spectraux et spatiaux.

Martina Knoop, N. Khélifa, F. Vedel +1 more

P.-E. Jacquet

Cette thèse de doctorat étudie les limites quantiques à l’œuvre dans la détection interférométrique de faibles déplacements mécaniques, ainsi que les moyens de les surpasser à l’aide de lumière comprimée. Dans un premier temps, ce travail traite théoriquement de la faisabilité d’une lumière comprimée dépendante de la fréquence via l’utilisation d’une cavité de filtrage induisant une rotation de quadrature placée en sortie d’un amplificateur paramétrique optique. Dans un second temps, il se concentre sur la démonstration expérimentale d’une détection sous la limite quantique standard (SQL) à travers deux expériences réalisées. La première met en œuvre un système « membrane at the edge » (MATE) basé sur une membrane en nitrure de silicium à haut facteur de qualité mécanique intégrée dans une cavité Fabry-Pérot de grande finesse. La deuxième expérience met en œuvre une source de lumière comprimée indépendante de la fréquence, et la stratégie nécessaire à l’implémentation d’une source dépendante de la fréquence pour des expériences dites « de table » est discutée et comparée à celle adoptée pour les grands interféromètres de détection d’ondes gravitationnelles. Ces deux expériences sont pilotées à l’aide de boucles d’asservissement optiques numériques basées sur FPGA et développées au laboratoire, permettant un fonctionnement stable dans les conditions requises pour des mesures à la limite quantique.

Päivi Törmä

P.-E. Jacquet

Optomécanique avec de la lumière comprimée : Théorie et Expériences Cette thèse de doctorat étudie les limites quantiques à l’œuvre dans la détection interférométrique de faibles déplacements mécaniques, ainsi que les moyens de les surpasser à l’aide de lumière comprimée. Dans un premier temps, ce travail traite théoriquement de la faisabilité d’une lumière comprimée dépendante de la fréquence via l’utilisation d’une cavité de filtrage induisant une rotation de quadrature placée en sortie d’un amplificateur paramétrique optique. Dans un second temps, il se concentre sur la démonstration expérimentale d’une détection sous la limite quantique standard (SQL) à travers deux expériences réalisées. La première met en œuvre un système « membrane at the edge » (MATE) basé sur une membrane en nitrure de silicium à haut facteur de qualité mécanique intégrée dans une cavité Fabry-Pérot de grande finesse. La deuxième expérience met en œuvre une source de lumière comprimée indépendante de la fréquence, et la stratégie nécessaire à l’implémentation d’une source dépendante de la fréquence pour des expériences dites « de table » est discutée et comparée à celle adoptée pour les grands interféromètres de détection d’ondes gravitationnelles. Ces deux expériences sont pilotées à l’aide de boucles d’asservissement optiques numériques basées sur FPGA et développées au laboratoire, permettant un fonctionnement stable dans les conditions requises pour des mesures à la limite quantique.