Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Journal de physique

Relations entre l'état angulaire d'une vapeur atomique soumise au pompage optique et ses propriétés d'absorption et de dispersion - Seconde Partie

Franck Laloë, Michèle Leduc, P. Minguzzi

Published Jan 1, 1969• 10 citations
Publisher

Abstract

On étudie dans cet article le lien qui existe entre l'anisotropie des propriétés optiques d'une vapeur atomique et les propriétés angulaires des atomes dans l'état fondamental. La direction du faisceau lumineux qui se propage dans la vapeur, ainsi que l'orientation et l'alignement des atomes sont quelconques ; l'influence de chaque observable de l'état fondamental est discutée de manière détaillée à partir d'un modèle géométrique. Ce dernier fait intervenir d'une manière qui est précisée au cours de l'article un vecteur pour caractériser l'orientation, un ellipsoïde pour l'alignement. On retrouve ainsi un certain nombre de prévisions théoriques établies de manière différente dans un précédent article.

DOI
10.1051/jphys:01969003004034100

Related papers

Relations entre l'état angulaire d'une vapeur atomique soumise au pompage optique et ses propriétés d'absorption et de dispersion. - Première Partie

Franck Laloë, Michèle Leduc, P. Minguzzi

Cet article est consacré à l'étude de l'optimisation des signaux de détection optique obtenus dans une expérience de pompage optique. Les formules générales obtenues dans des publications antérieures sont explicitées en fonction des divers paramètres intervenant dans une expérience : direction de propagation du faisceau lumineux, composition spectrale, nature du polariseur et de l'analyseur ; on peut ainsi déterminer dans chaque cas particulier le montage qui permet de détecter dans les meilleures conditions les observables atomiques auxquelles on s'intéresse. Les calculs exposés font intervenir le formalisme des opérateurs tensoriels irréductibles. Dans un second article, nous montrerons comment les résultats obtenus de cette manière peuvent être établis à partir de considérations générales purement géométriques.

Journal de physique•Jan 1, 1969•40 citations

Spectroscopie à haute résolution en vapeur confinée

S. Briaudeau

Cette these decrit l'etude de l'absorption lumineuse d'une vapeur resonnante contenue dans une enceinte de geometrie presque bidmensionnelle : la duree de vol libre des atomes est imposee par collision avec les parois et devient tres anisotrope. Pour un faisceau optique de diametre grand devant l'epaisseur (l) de vapeur, le temps d'interaction des atomes avec le champ lumineux, et depend seulement de la direction de propagation atomique : seuls ceux a incidence rasante des parois sont en regime stationnaire et si l'irradiation est a incidence normale il apparait de resonances sub doppler dans le spectre d'absorption. La partie theorique du premier chapitre modelise le regime transitoire du pompage optique (processus incoherent non lineaire) sur un systeme atomique a trois niveaux et etudie la distribution de vitesse des atomes ainsi selectionnes qui peut etre superlente. Sa partie experimentale caracterise les resonances sub doppler apparues dans le spectre d'absorption d'un faisceau laser de diametre grand (3mm) devant l'epaisseur (de 10 a 100m) de la vapeur de cs sondee (transition d#2 a =852nm). La partie theorique du second chapitre etudie le regime transitoire du dipole optique sur un systeme atomique a deux niveaux : des resonances sub doppler apparaissent egalement, mais associees a une echelle de temps plus courte. Le montage experimental est analogue a celui du premier chapitre, avec une intensite lumineuse incidente extremement faible (i > les resultats de rh. Dicke dans le domaine micro-onde avec l=/2. Le troisieme chapitre relate une etude experimentale d'absorption saturee en cellule mince qui permet de sonder separement la reponse optique des differentes classes de vitesse atomiques. Le dernier chapitre presente une experience de spectroscopie raman dont le but est l'etude de la selection de vitesse en vapeur confinee.

•Jan 1, 1998•3 citations

Application du formalisme des états cohérents de moment angulaire à quelques problèmes de physique atomique

M. Ducloy

Nous présentons une analyse de quelques problèmes de physique atomique dans le formalisme des états cohérents du moment angulaire. Ces états peuvent être considérés comme les états quantiques associés au système classique dont le moment cinétique possède une direction déterminée. Dans la représentation associée aux états cohérents, tout élément diagonal d'une observable tend vers l'observable classique associée, lorsque le moment cinétique devient grand (limite classique). Par exemple, la valeur moyenne du moment dipolaire électrique dans un état cohérent possède les mêmes caractéristiques que le dipôle optique classique. La précession de Larmor dans un champ magnétique, ainsi que l'absorption, l'émission spontanée et l'émission induite de rayonnement sont analysées ici dans ce formalisme. Nous montrons en particulier qu'à la limite classique, l'absorption ou l'émission d'un photon ne change pas l'orientation du moment cinétique, contrairement à ce qui se passe pour les faibles valeurs du nombre quantique de rotation où la direction du moment cinétique peut être fortement perturbée. Dans un prochain article, nous nous servirons des résultats obtenus pour étudier le pompage optique avec un laser des niveaux de grands moments cinétiques.

Journal de physique•Jan 1, 1975•17 citations

Instabilite de recul dans les vapeurs atomiques soumises a un fort champs lazer

Sylvain Barbay

Parmi les trois types de lasers existants, les lasers conventionnels, les lasers a electrons libres (lel) et les lasers sans inversion, ces deux derniers sont particulierement interessants pour les courtes longueurs d'onde, lorsqu'il est difficile d'obtenir une inversion de population. Dans les lel, un regime de fonctionnement a fort gain a ete predit dans lequel les electrons se regroupent en paquets a l'echelle de la longueur d'onde. Mais ce regime n'ayant pas ete observe experimentalement, l'idee d'utiliser non plus un faisceau d'electrons mais un faisceau atomique comme milieu amplificateur a ete suggeree. Une vapeur atomique dans une onde stationnaire composee d'une onde de faible intensite (sonde) et d'une onde d'intensite plus forte (pompe), est soumise a un potentiel lumineux. Pour certains regimes de parametres, une instabilite qui amplifie la sonde et le potentiel apparait, via la formation d'un reseau de densite atomique, en redistribuant des photons entre la pompe et la sonde. Le nouveau type de laser qui en decoule se rapproche du mode de fonctionnement du lel. Dans cette these, nous avons etudie les proprietes physiques de ce systeme. Nous avons simule numeriquement un modele afin de mieux comprendre le mecanisme de l'instabilite. Cette etude nous a permis de mettre en evidence une dynamique collective d'agregation dans l'espace des vitesses. Nous avons de plus conduit une serie d'experiences de spectroscopie pompe-sonde, en presence et en l'absence d'une cavite en anneau sur le faisceau de sonde. Au dela d'un certain seuil, la sonde en cavite est amplifiee, pompe et sonde ayant la meme frequence. Le modele simule permet d'expliquer ce gain net. Enfin nous avons compare les spectres de transmission de la sonde sans cavite a des simulations numeriques d'absorption saturee, qui semblent en bon accord. Les raisons qui expliqueraient la necessite d'une cavite pour observer l'instabilite sont enfin discutees.

•Jan 1, 1998•0 citations

Modification de la matrice polarisation d'un faisceau lumineux lors de la traversée d'une vapeur atomique soumise au pompage optique. - Première Partie

Claude N. Cohen-Tannoudji, Franck Laloë

On étudie la propagation d'un faisceau lumineux dans une vapeur où les atomes subissent une résonance magnétique et sont décrits dans l'état fondamental par une matrice densité quelconque σf(r, t), dépendant éventuellement de r. La polarisation de l'onde électromagnétique est caractérisée par une matrice π d'ordre deux dont on rappelle la définition et quelques propriétés. On calcule la différence πT — π I entre la polarisation du faisceau transmis et celle du faisceau incident. On trouve qu'en général πT — πI dépend non seulement des « populations » des sous-niveaux de l'état fondamental, mais encore des « cohérences hertziennes » entre ces sous-niveaux. Dans un second article, les formules générales obtenues seront appliquées à un certain nombre de cas particuliers intéressants.

Journal de physique•Jan 1, 1967•44 citations

Diverses résonances de croisement de niveaux sur des atomes pompés optiquement en champ nul. I. Théorie

Claude N. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, S. Haroche +1 more

La lumière absorbée par une vapeur atomique soumise à un pompage optique transversal varie de manière résonnante lorsqu'on balaie le champ magnétique statique au voisinage du point de croisement en champ nul des sous-niveaux Zeeman de l'état fondamental (effet Hanle). Des résonances analogues apparaissent lorsqu'on effectue le pompage optique transversal de la vapeur atomique dans un champ modulé en amplitude (résonances paramétriques). La très grande finesse des raies ainsi observées sur les atomes alcalins les rend très intéressantes pour la détection et la mesure des champs magnétiques très faibles. On discute les propriétés de ces deux types de résonances et on met en évidence les avantages qu'il y a à utiliser les résonances paramétriques.

Revue de Physique Appliquée•Jan 1, 1970•144 citations
On étudie dans cet article le lien qui existe entre l'anisotropie des propriétés optiques d'une vapeur atomique et les propriétés angulaires des atomes dans l'état fondamental. La direction du faisceau lumineux qui se propage dans la vapeur, ainsi que l'orientation et l'alignement des atomes sont quelconques ; l'influence de chaque observable de l'état fondamental est discutée de manière détaillée à partir d'un modèle géométrique. Ce dernier fait intervenir d'une manière qui est précisée au cours de l'article un vecteur pour caractériser l'orientation, un ellipsoïde pour l'alignement. On retrouve ainsi un certain nombre de prévisions théoriques établies de manière différente dans un précédent article.
Cet article est consacré à l'étude de l'optimisation des signaux de détection optique obtenus dans une expérience de pompage optique. Les formules générales obtenues dans des publications antérieures sont explicitées en fonction des divers paramètres intervenant dans une expérience : direction de propagation du faisceau lumineux, composition spectrale, nature du polariseur et de l'analyseur ; on peut ainsi déterminer dans chaque cas particulier le montage qui permet de détecter dans les meilleures conditions les observables atomiques auxquelles on s'intéresse. Les calculs exposés font intervenir le formalisme des opérateurs tensoriels irréductibles. Dans un second article, nous montrerons comment les résultats obtenus de cette manière peuvent être établis à partir de considérations générales purement géométriques.
Cette these decrit l'etude de l'absorption lumineuse d'une vapeur resonnante contenue dans une enceinte de geometrie presque bidmensionnelle : la duree de vol libre des atomes est imposee par collision avec les parois et devient tres anisotrope. Pour un faisceau optique de diametre grand devant l'epaisseur (l) de vapeur, le temps d'interaction des atomes avec le champ lumineux, et depend seulement de la direction de propagation atomique : seuls ceux a incidence rasante des parois sont en regime stationnaire et si l'irradiation est a incidence normale il apparait de resonances sub doppler dans le spectre d'absorption. La partie theorique du premier chapitre modelise le regime transitoire du pompage optique (processus incoherent non lineaire) sur un systeme atomique a trois niveaux et etudie la distribution de vitesse des atomes ainsi selectionnes qui peut etre superlente. Sa partie experimentale caracterise les resonances sub doppler apparues dans le spectre d'absorption d'un faisceau laser de diametre grand (3mm) devant l'epaisseur (de 10 a 100m) de la vapeur de cs sondee (transition d#2 a =852nm). La partie theorique du second chapitre etudie le regime transitoire du dipole optique sur un systeme atomique a deux niveaux : des resonances sub doppler apparaissent egalement, mais associees a une echelle de temps plus courte. Le montage experimental est analogue a celui du premier chapitre, avec une intensite lumineuse incidente extremement faible (i > les resultats de rh. Dicke dans le domaine micro-onde avec l=/2. Le troisieme chapitre relate une etude experimentale d'absorption saturee en cellule mince qui permet de sonder separement la reponse optique des differentes classes de vitesse atomiques. Le dernier chapitre presente une experience de spectroscopie raman dont le but est l'etude de la selection de vitesse en vapeur confinee.
Nous présentons une analyse de quelques problèmes de physique atomique dans le formalisme des états cohérents du moment angulaire. Ces états peuvent être considérés comme les états quantiques associés au système classique dont le moment cinétique possède une direction déterminée. Dans la représentation associée aux états cohérents, tout élément diagonal d'une observable tend vers l'observable classique associée, lorsque le moment cinétique devient grand (limite classique). Par exemple, la valeur moyenne du moment dipolaire électrique dans un état cohérent possède les mêmes caractéristiques que le dipôle optique classique. La précession de Larmor dans un champ magnétique, ainsi que l'absorption, l'émission spontanée et l'émission induite de rayonnement sont analysées ici dans ce formalisme. Nous montrons en particulier qu'à la limite classique, l'absorption ou l'émission d'un photon ne change pas l'orientation du moment cinétique, contrairement à ce qui se passe pour les faibles valeurs du nombre quantique de rotation où la direction du moment cinétique peut être fortement perturbée. Dans un prochain article, nous nous servirons des résultats obtenus pour étudier le pompage optique avec un laser des niveaux de grands moments cinétiques.
Parmi les trois types de lasers existants, les lasers conventionnels, les lasers a electrons libres (lel) et les lasers sans inversion, ces deux derniers sont particulierement interessants pour les courtes longueurs d'onde, lorsqu'il est difficile d'obtenir une inversion de population. Dans les lel, un regime de fonctionnement a fort gain a ete predit dans lequel les electrons se regroupent en paquets a l'echelle de la longueur d'onde. Mais ce regime n'ayant pas ete observe experimentalement, l'idee d'utiliser non plus un faisceau d'electrons mais un faisceau atomique comme milieu amplificateur a ete suggeree. Une vapeur atomique dans une onde stationnaire composee d'une onde de faible intensite (sonde) et d'une onde d'intensite plus forte (pompe), est soumise a un potentiel lumineux. Pour certains regimes de parametres, une instabilite qui amplifie la sonde et le potentiel apparait, via la formation d'un reseau de densite atomique, en redistribuant des photons entre la pompe et la sonde. Le nouveau type de laser qui en decoule se rapproche du mode de fonctionnement du lel. Dans cette these, nous avons etudie les proprietes physiques de ce systeme. Nous avons simule numeriquement un modele afin de mieux comprendre le mecanisme de l'instabilite. Cette etude nous a permis de mettre en evidence une dynamique collective d'agregation dans l'espace des vitesses. Nous avons de plus conduit une serie d'experiences de spectroscopie pompe-sonde, en presence et en l'absence d'une cavite en anneau sur le faisceau de sonde. Au dela d'un certain seuil, la sonde en cavite est amplifiee, pompe et sonde ayant la meme frequence. Le modele simule permet d'expliquer ce gain net. Enfin nous avons compare les spectres de transmission de la sonde sans cavite a des simulations numeriques d'absorption saturee, qui semblent en bon accord. Les raisons qui expliqueraient la necessite d'une cavite pour observer l'instabilite sont enfin discutees.
On étudie la propagation d'un faisceau lumineux dans une vapeur où les atomes subissent une résonance magnétique et sont décrits dans l'état fondamental par une matrice densité quelconque σf(r, t), dépendant éventuellement de r. La polarisation de l'onde électromagnétique est caractérisée par une matrice π d'ordre deux dont on rappelle la définition et quelques propriétés. On calcule la différence πT — π I entre la polarisation du faisceau transmis et celle du faisceau incident. On trouve qu'en général πT — πI dépend non seulement des « populations » des sous-niveaux de l'état fondamental, mais encore des « cohérences hertziennes » entre ces sous-niveaux. Dans un second article, les formules générales obtenues seront appliquées à un certain nombre de cas particuliers intéressants.
La lumière absorbée par une vapeur atomique soumise à un pompage optique transversal varie de manière résonnante lorsqu'on balaie le champ magnétique statique au voisinage du point de croisement en champ nul des sous-niveaux Zeeman de l'état fondamental (effet Hanle). Des résonances analogues apparaissent lorsqu'on effectue le pompage optique transversal de la vapeur atomique dans un champ modulé en amplitude (résonances paramétriques). La très grande finesse des raies ainsi observées sur les atomes alcalins les rend très intéressantes pour la détection et la mesure des champs magnétiques très faibles. On discute les propriétés de ces deux types de résonances et on met en évidence les avantages qu'il y a à utiliser les résonances paramétriques.