Nutation optique dans une onde stationnaire

N. Bloembergen

Silvain Feron

Dans une onde electromagnetique inhomogene, l'effet Stark dynamique agit comme un potentiel sur le mouvement externe d'un atome. Ceci a ete demontre par la reflexion speculaire d'atomes : un jet supersonique d'atomes metastables de neon est reflechi (a incidence rasante) par une surface, sur laquelle est excitee une onde evanescente quasi-resonante avec une transition optique. L'onde evanescente est produite, soit par l'excitation d'un plasmon de surface dans la configuration de Kretschmann, soit en couplant un laser avec un guide d'onde dielectrique. Les deux techniques permettent la reflexion d'atomes ayant des vitesses transverses inferieures a 4. 2 m/s. Cette etude est elargie au cas d'une onde evanescente partiellement stationnaire. Elle fait apparaitre des resonances multiphotoniques dans le potentiel optique (resonances dopplerons). Ce phenomene est explique par un modele theorique base sur la resolution des equations de Bloch optiques. Une approche de type atome habille est aussi en bon accord avec les observations. Finalement, une etude prospective est menee sur le caractere ondulatoire de l'atome dans ce dispositif d'optique atomique. La multiplicite Zeeman de l'etat metastable reflechi par l'onde evanescente permet, en principe, une investigation experimentale de l'interaction de surface de type Van Der Waals. Une methode interferometrique, permettant la mesure de cette phase atomique, est enfin discutee.

Pousaz, Lionel

Rosa Tualle-Brouri

Les ondes optiques sont couramment utilisees en interferometrie atomique : les transferts d'impulsion du rayonnement aux atomes permettent de manipuler ces derniers de diverses manieres. Ce travail est consacre a l'etude de l'interaction d'atomes neutres metastables avec des champs optiques evanescents. Nous avons tout d'abord considere le cas d'une onde evanescente stationnaire exaltee a la surface d'un prisme. La technique d'exaltation utilisee ici est l'excitation d'un plasmon de surface dans la configuration de kretschmann. Nous avons ainsi montre que sous incidence rasante et en adoptant une geometrie adequate on pouvait reduire le decalage doppler. Le reseau de phase optique que constitue l'onde evanescente stationnaire permet alors de diffracter de facon efficace un jet supersonique d'atomes de neon metastables. Ce dispositif peut jouer le role d'une separatrice en interferometrie atomique. Le taux de diffraction que nous avons observe, comparable en fait au taux de reflexion, est de loin superieur aux previsions theoriques du modele de l'atome a deux niveaux. Une explication avait deja ete avancee pour une observation de meme type, montrant que la structure zeeman pouvait jouer un role crucial dans le mecanisme de la diffraction. Dans notre cas, cette explication se revele insuffisante, ce qui nous a conduit a examiner le detail de ces modeles pour proposer de nouvelles voies d'investigation. Parallelement a ce travail nous avons envisage l'utilisation du potentiel optique cree par l'onde evanescente entourant une fibre optique etiree. Une etude theorique de l'interaction d'un faisceau d'atomes supersoniques avec cette onde evanescente est presentee. Cette etude montre la possibilite de realiser un interferometre atomique a bras separes, dont l'analogue optique est le biprisme de fresnel. Nous decrivons la source laser asservie en frequence que nous avons realisee, avant de presenter nos resultats experimentaux preliminaires.

Jean Claude Garreau

M. Françon, Serge Slansky